PENGANTAR ILMU NUTRISI TERNAK
DR. IR.
WAHYU WIDODO, MS
i
KATA PENGANTAR Alahmdulillah, segala puji bagi Allah SWT.yang telah memberikan kehidupan bagi makhluk hidup di alam semesta. Dengan kebesaran-Nya manusia dapat menjadi khalifah di bumi dan dengan keagungan-Nya manusia dapat berfikir. Sholawat bagi Kanjeng Nabi Besar Muhammad SAW. Yang memberi penerangan bagi manusia menuju jalan kesempurnaan hidup melalui kitab suci Al Qur’an dan Sunnahnya. Semoga amal beliau tetap berlimpah dan berlanjut selamanya. Betapa beratnya merangkai ide, membentuk konsep, memadukan kata dan menyusun kalimat menjadi sebuah buku. Betapa bahagiannya ketika kata akhir dapat diselesaikan dan akhirnya terkumpul ribuan kata yang berjudul “Pengantar Ilmu Nutrisi Ternak”. Sebuah proses yang memerlukan perjuangan yang cukup melelahkan. Tetapi tidak terlupakan jasa banyak fihak yang mendorong penulisan buku ini sehingga menjadi bentuk seperti saat ini. Terima kasih yang pertama saya sampaikan pada orang tua, mertua, istri dan anak, saudara dan semua yang masih mempunyai hubungan kekerabatan. Kepada Pimpinan Universitas Muhammadiyah Malang, Fakultas Peternakan UMM, Lembaga Penelitian UMM, dan semua fihak yang telah mendorong selesainya penulisan buku ini. Semoga amal baik semua fihak mendapat balasan yang lebih di hadirat Allah SWT. Akhirnya segala suatu perbuatan mestilah tidak sempurna. Saya mohon maaf pada semua fihak apabila masih banyak kekurangan yang terjadi, baik sebelum, selama dan setelah penulisan buku ini. Insya Allah kekurangan tersebut akan selalu menjadi perhatian dan perbaikan saya selanjutnya. Amin.
ii
Dorongan Istri dan Anak yang menyebabkan buku ini selesai Sehingga layak penghargaan disampaikan pada mereka Semoga lestari amal kebaikan di dunia
iii
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR..........................................................................ii HALAMAN PERSEMBAHAN ..........................................................iii DAFTAR ISI ....................................................................................... iv DAFTAR TABEL .............................................................................viii BAB 1. PENDAHULUAN................................................................... 1 BAB 2. KARBOHIDRAT DAN METABOLISMENYA.................... 5 2.1. Pengertian Karbohidrat ............................................................. 5 2.2. Pencernaan dan Penyerapan Karbohidrat.................................. 6 2.3. Metabolisme Energi dari Karbohidrat....................................... 8 BAB 3. LEMAK DAN METABOLISMENYA ................................ 15 3.1. Klasifikasi Lemak ................................................................... 15 3.2. Klasifikasi asam lemak............................................................ 16 3.3. Transport Lemak ke Jaringan.................................................. 17 3.4. Sintesa Lemak ......................................................................... 20 3.5. Oksidasi asam lemak............................................................... 22 3.6. Pengaruh Lemak pada Ternak................................................. 23 BAB 4. PROTEIN DAM METABOLISMENYA ............................. 26 4.1. Klasifikasi Protein ................................................................... 26 4.2. Pencernaan dan Penyerapan Protein ....................................... 29 4.3. Pembentukan Polipeptida........................................................ 31 4.4. Siklus Metabolisme Energi dari Protein.................................. 34 4.5. Siklus urea ............................................................................... 37 4.6. Kebutuhan dan Defisiensi Protein pada Ternak...................... 38 BAB 5. VITAMIN DAN METABOLISMENYA ............................. 41 5.1. Klasifikasi vitamin .................................................................. 41 5.2. Kegunaan, Sumber dan Defisiensi Vitamin ............................ 42 5.2.1. Vitamin B1 (Tiamin) ......................................................... 42 5.2.2. Vitamin B2 (Riboflavin).................................................... 43 5.2.3. Vitamin B5 (Asam pantotenat).......................................... 44 5.2.4. Vitamin B6 (Piridoksin) .................................................... 44 5.2.5. Vitamin B12 (Kobalamin).................................................. 45 5.2.6. Biotin ................................................................................ 46 5.2.7. Niacin (asam nikotinat)..................................................... 46 5.2.8. Asam folat (asam "pteroylglutamic") ............................... 47 5.2.9. Vitamin C (Asam askorbat) .............................................. 47 5.2.10. Vitamin A (antixeroptalmia)........................................... 48 5.2.11. Vitamin D (anti rakhitis)................................................. 49 iv
5.2.12. Vitamin E (tokoferol)...................................................... 50 5.2.13. Vitamin K ....................................................................... 51 BAB 6. MINERAL DAN METABOLISMENYA ............................ 52 6.1. Klasifikasi Mineral.................................................................. 52 6.2. Kegunaan, Sumber dan Defisiensi Mineral............................. 53 6.2.1. Kalsium ............................................................................. 53 6.2.2. Fosfor ................................................................................ 54 6.2.3. Natrium ............................................................................. 55 6.2.4. Kalium .............................................................................. 56 6.2.5. Magnesium........................................................................ 57 6.2.6. Seng .................................................................................. 58 6.2.7. Besi ................................................................................... 58 6.2.8. Mangan ............................................................................. 59 6.2.9. Tembaga............................................................................ 60 6.2.10. Selenium ......................................................................... 61 6.2.11. Yodium ........................................................................... 62 6.2.12. Molibdenum.................................................................... 64 BAB 7. ANTI NUTRISI PADA UNGGAS ....................................... 65 7.1. Kasifikasi Anti Nutrisi ............................................................ 65 7.2. Klasifikasi Anti Nutrisi pada Unggas Berdasarkan Struktur Kimia....................................................................................... 69 7.2.1. Alkaloid ............................................................................ 69 7.2.2. Glikosida ........................................................................... 69 7.2.3. Protein ............................................................................... 69 7.2.4. Asam amino dan turunan asam amino .............................. 70 7.2.5. Karbohidrat ....................................................................... 70 7.2.6. Lemak ............................................................................... 70 7.2.7. Glikoprotein ...................................................................... 70 7.2.8. Glikolipid .......................................................................... 70 7.2.9. Substansi metal-binding.................................................... 71 7.2.10. Resin ............................................................................... 71 7.2.11. Senyawa fenol................................................................. 71 7.2.12. Sesquiterpen lakton......................................................... 71 7.2.13. Mikotoksin ...................................................................... 71 7.2.14. Anti Nutrisi lain .............................................................. 72 7.3. Sumber, Biosintesa dan Pengaruh Anti Nutrisi Utama pada Ternak ............................................................................ 72 7.3.1. Glukosida sianogenik........................................................ 72 7.3.2. Anti Tripsin....................................................................... 74 v
7.3.3. Aflatoksin.......................................................................... 76 7.2.4. Cyclopropionid ................................................................. 79 7.3.5. Mimosin ............................................................................ 81 7.3.6. Gosypol ............................................................................. 82 7.3.7. Tannin ............................................................................... 85 7.3.8. Patulin ............................................................................... 87 7.3.9. Asam Penisilat .................................................................. 88 7.3.10. Solanin ............................................................................ 89 BAB 8. EVALUASI PAKAN ............................................................ 92 8.1. Evaluasi Pakan dengan Uji Fisis ............................................. 92 8.2. Uji kimiawi.............................................................................. 93 8.2.1. Analisa Energi................................................................... 94 8.2.2. Analisa proksimat ........................................................... 102 8.2.3. Analisa asam amino ........................................................ 107 8.2.4. Analisa mineral ............................................................... 108 8.2.5. Analisa serat (van Soest)................................................. 110 8.3. Uji Biologis pada Ternak ...................................................... 113 8.3.1. Cara pengamatan konsumsi pakan................................... 113 8.3.2. Cara pengamatan pertambahan bobot badan ................... 114 8.3.3. Cara pengamatan konversi pakan ................................... 114 8.3.4. Cara pengamatan imbangan efisiensi protein ................. 114 8.3.5. Cara pengamatan berat bulu............................................ 114 8.3.6. Berat karkas .................................................................... 115 8.3.7. Imbangan daging dan tulang........................................... 115 8.3.8. Kandungan protein daging............................................. 115 8.3.9. Kandungan lemak daging ............................................... 115 8.3.10. Cara pengamatan retensi nitrogen................................. 115 8.3.11. Cara pengamatan nilai biologis pakan .......................... 116 8.3.12. Cara pengamatan glukosa darah ................................... 116 8.3.13. Cara pengamatan protein darah .................................... 117 8.3.14. Cara pengamatan berat hati........................................... 119 8.3.15. Cara pengamatan SGPT (Serum Glutamat Piruvat Transferase) .................................................................. 119 8.3.16. Cara pengamatan SGOT (Serum Glutamat Oksalat Transferase) .................................................................. 121 8.3.17. Cara pengamatan berat ginjal ....................................... 123 8.3.18. Cara pengamatan kadar BUN (Blood Urea Nitrogen).. 123 8.3.19. Cara pengamatan kadar kreatinin.................................. 124 8.3.20. Cara pengamatan kandungan Hemoglobin (Hb) vi
menurut metode Sahli ................................................... 125 8.3.21. Lemak abdominal.......................................................... 125 DAFTAR PUSTAKA....................................................................... 126
vii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tabel 3.2. Tabel 3.3. Tabel 4.1. Tabel 6.1. Tabel 7.1. Tabel 7.2. Tabel 7.3. Tabel 7.4.
Asam-asam lemak tidak jenuh.......................................... 16 Asam-asam lemak jenuh................................................... 17 Perbedaan oksidasi dengan biosintesis asam palmitat...... 23 Posisi masing-masing asam amino dalam pembentukan ikatan peptida.................................................................... 32 Klasifikasi mineral esensial.............................................. 52 Penggolongan anti nutrisi berdasarkan famili tanaman.... 65 Penggolongan anti nutrisi berdasarkan fisiologis............. 66 Penggolongan anti nutrisi berdasarkan asal tanaman....... 67 Penggolongan anti nutrisi berdasarkan efek metabolisme...................................................................... 68
viii
BAB 1 PENDAHULUAN Apa itu ilmu nutrisi, mengapa ada ilmu nutrisi, apakah diperlukan oleh manusia? Pertanyaan-pertanyaan itu muncul dari rasa skeptis terhadap kepentingan ilmu nutrisi. Hal-hal semacam inilah yang harus dijelaskan sehingga dapat membuka wawasan setiap orang tentang pentingnya ilmu nutrisi. Dari tahun ke tahun, rahasia makanan semakin terkuak. Mulamula mereka secara sederhana dapat menemukan makanan yang berguna bagi manusia maupun hewan dan mana yang tidak berguna. Mereka mengamati bahwa manusia yang tidak atau kurang makan akan sakit. Mereka mengamati juga apabila makanan tersebut pahit pasti tidak baik bagi tubuh. Pertanyaanpun berkembang, mengapa makanan ini berguna, sementara yang lain tidak ?. Mengapa buah tertentu rasanya manis, sementara buah lain rasanya asam ? Mengapa sayuran tersebut berwarna hijau, sementara yang lain berwarna putih ?. Mengapa-mengapa tersebut semakin mengumpul dan menggumpal dalam bentuk tanda tanya yang semakin membesar. Mula-mula ditemukanlah zat-zat makanan yang mempunyai kegunaan besar bagi manusia maupun hewan. Penemuan tersebut dimulai dari adanya karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan mineral. Kemudian menyusul penemuan zat-zat makanan yang lebih mikro lagi yang biasanya merupakan bagian dari zat-zat makanan di atas. Karbohidrat misalnya, setelah diteliti lebih dalam ternyata merupakan kumpulan senyawa yang dapat diklasifikasikan lagi sebagai monosakarida, disakarida, oligosakarida dan polisakarida. Demikian juga setelah diperdalam oleh para peneliti ternyata turunan karbohidrat tersebut masih juga dapat dipecah lagi menjadi senyawa yang lebih kecil lagi. Seperti misalnya, monosakarida terdiri dari fruktosa, galaktosa, manosa dan glukosa. Setelah diteliti lagi ternyata turunan monosakarida tersebut masih dapat dibagi-bagi lagi, sehingga diketemukanlah komponen dasar pembentuk karbohidrat. Sekarang para ilmuwan maupun peneliti sudah dapat mengetahui bahwa komponen dasar kimia karbohidrat adalah Karbon, Hidrogen dan Oksigen. Komponen dasar zat makanan lainnya umumnya terdiri dari gabungan ketiga unsur kimia tersebut di atas ditambah dengan 1
Nitrogen untuk protein, ataupun unsur-unsur kimia lainnya yang akan membentuk suatu senyawa. Kecuali mineral yang umumnya hanya terdiri dari satu unsur kimia, tetapi dalam makanan ataupun di alam umumnya berbentuk senyawa yang mengandung komponenkomponen C, H, O dan N yang memang merupakan unsur kimia yang banyak terdapat di alam. Protein ternyata merupakan kumpulan dari peptida yang apabila dipecah lagi akan ditemukan komponen-komponen asam amino, suatu zat pembentuk dasar kehidupan. Lemak demikian juga, ternyata lemak merupakan kumpulan dari asam-asam lemak ditambah dengan gliserol. Maka semakin bersemangatlah para ahli nutrisi untuk meneliti lebih jauh lagi. Pertanyaan selanjutnya yang akan muncul adalah, zat-zat makanan tersebut berguna untuk apa dalam tubuh ? Dari sini berkembanglah penelitian tentang metabolisme zat makanan dalam tubuh yang menjadi inti dari peredaran zat-zat makanan dalam tubuh. Metabolisme terdiri dari katabolisme (pemecahan) dan anabolisme (pembentukan). Pada prinsipnya ketiga zat makanan utama yaitu karbohidrat, lemak dan protein akan mengalami proses pemecahan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi melalui dua jalur metabolisme utama. Jalur pertama karbohidrat adalah glikolisis, jalur pertama lemak adalah oksidasi dan jalur pertama protein adalah deaminasi. Setelah melewati jalur pertama tersebut, ketiganya akan bertemu dalam satu siklus untuk menghasilkan energi. Energi tersebut berguna untuk aktivitas makluk hidup seperti bergerak, bernafas, bertelur, melahirkan dan lain-lain. Tanpa energi, makluk hidup tidak akan dapat berbuat apa-apa dan tidak akan menjadi apa-apa. Siklus tersebut dinamakan dengan siklus asam sitrat atau siklus Krebs. Apabila pembentukan energi berlebihan, tubuh sudah mengatur dengan cermat, energi dari karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen dalam darah dan hati. Sementara itu energi lainnya disimpan dalam bentuk timbunan lemak di seluruh tubuh. Apabila masih berlebihan lagi tubuh akan terus menyimpan sehingga bentuk tubuh akan menjadi tidak karuan, seperti tong. Ciri kemakmuran suatu bangsa dapat dilihat dari timbunan lemak tubuh rakyatnya, apabila timbunan semakin banyak bararti rakyat semakin makmur, karena dapat mengkonsumsi makanan secara berlebihan. Sementara itu, khusus untuk protein masih mempunyai jalan sendiri untuk sistem metabolismenya selain yang di atas, yaitu sistem 2
metabolisme dalam ribosom sel untuk sintesis asam amino menjadi protein jaringan-jaringan tubuh. Fungsinya adalah untuk tumbuh dan berkembangnya makluk hidup. Apabila masukan (intake) protein berlebihan, tubuh dengan bijaksana akan mengeluarkan sisa protein tersebut melewati urine. Sama seperti timbunan lemak diatas, ciri kemakmuran suatu bangsa juga dapat dilihat dari warna urine rakyatnya. Warna kuning menandakan masih banyak sisa protein, sedangkan warna semakin bening menunjukkan kekurangan protein. Semakin kuning warna urine rakyat, semakin makmur rakyatnya, karena rakyat tersebut mendapat makanan tinggi protein secara berlebihan. Selain jalur utama tersebut semuanya dinamakan dengan jalur metabolime sekunder. Pada bagian metabolisme sekunder inilah pada tanaman muncul hasil metabolit berupa anti nutrisi. Pada tanaman, anti nutrisi ini biasanya berguna biasanya untuk sistem pertahanan dan kelestarian hidup tanaman tersebut. Misalnya, allelopati pada alangalang berguna sebagai racun pada tanah supaya tanaman lain tidak dapat tumbuh di sekitar alang-alang dan dalam tataran persaingan adalah untuk menyingkirkan tanaman lain. Pada tanaman mawar yang mempunyai minyak atsiri berbau harum, fungsinya adalah untuk menarik perhatian serangga untuk datang dan mengisap zat-zat makanan dari mawar tersebut. Diharapkan dari serangga tersebut nantinya dapat mempertemukan putik dan serbuk sari mawar. Maka lestarilah mawar tersebut dari generasi ke generasi selanjutnya. Anti nutrisi adalah istilah zat-zat makanan yang ada dalam tanaman yang apabila dikonsumsi hewan ataupun manusia menyebabkan kekurangoptimalan fungsi hidup, produksi dan reproduksi hewan ataupun manusia tersebut. Anti nutrisi adalah lawannya nutrisi. Kerjanya adalah menghambat, menghancurkan, mengusir nutrisi yang menjadi lawannya dengan berbagai cara. Penyerangan tersebut sudah dapat dimulai pada waktu masih dalam bahan makanan, waktu masuk dalam saluran pencernaan, dalam sistem peredaran darah, dalam sistem metabolisme tubuh ataupun pada saat nutrisi sudah menjadi bagian jaringan tubuh. Contohcontohnya antara lain, sewaktu nutrisi masih dalam bahan makanan yang nekat menghambat ketersediaan nutrisi tersebut salah satunya adalah lignin. Pada banyak tanaman, lignin menghambat ketersediaan protein untuk dikonsumsi hewan ataupun manusia karena sebagian molekul protein dikelilingi oleh lignin. Sementara lignin sendiri 3
susahnya bukan main untuk dicerna. Kalau tidak percaya, silakan memakan kulit pohon mangga yang banyak mengandung lignin sekaligus didalamnya mengandung protein. Contoh penghambatan dalam saluran pencernaan adalah tannin yang banyak terdapat dalam tanaman sorgum. Tannin tersebut apabila dalam saluran pencernaan akan berikatan dengan protein sehingga protein tidak dapat diserap oleh usus. Contoh anti nutrisi yang kerjanya dalam peredaran darah adalah asam sianida yang banyak terdapat dalam bungkil biji karet ataupun singkong. Asam sianida dalam darah akan berikatan dengan hemoglobin membentuk ikatan sianoglobin. Akibatnya oksigen yang mestinya diangkut darah untuk kegiatan metabolisme tubuh tinggal menggigit jari. Anti nutrisi papain lebih kejam lagi, tubuh sudah bersusah payah membangun jaringan-jaringan tubuh untuk hidup dan berkembang yang umumnya terdiri dari ikatan-ikatan protein, sudah begitu dengan ringannya papain mendegradasikan protein tersebut menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi.
4
BAB 2 KARBOHIDRAT DAN METABOLISMENYA 2.1. Pengertian Karbohidrat Karbohidrat mempunyai komposisi kimia yang mengandung C, H dan O. Semakin kompleks susunan komposisi kimia, maka akan semakin sulit dicerna. Hidrogen dan oksigen biasanya berada dalam rasio yang sama seperti yang terdapat dalam molekul air yaitu H2O (2H dan 1O). Klasifikasi karbohidrat menurut urutan kompleksitas terdiri dari monosakarida, disakarida, trisakarida dan polisakarida. Monosakarida atau gula sederhana yang penting mencakup pentosa (C5H10O5) yaitu gula dengan 5 atom C dan heksosa (C6H12O6). Pentosa terdapat di alam dalam jumlah sedikit. Pentosa dapat dihasilkan melalui hidrolisis pentosan yang terdapat dalam kayu, janggel jagung, kulit oil, jerami. Pentosa terdiri dari arabinosa, ribosa, dan xilosa. Heksosa bersifat lebih umum dan lebih penting dalam pakan dibandingkan dengan monosakarida lainnya. Heksosa terdiri dari fruktosa, galaktosa, manosa dan glukosa. Fruktosa (levulosa) terdapat bebas dalam buah yang masak dan dalam madu. Galaktosa berada dalam senyawa dengan glukosa membentuk laktosa (gula susu). Glukosa (dekstrosa) terdapat dalam madu, dan bentuk inilah yang terdapat dalam darah. Disakarida dibentuk oleh kombinasi kimia dari dua molekul monosakarida dengan pembebasan satu molekul air. Bentuk disakarida yang umum adalah sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa. Sukrosa merupakan gabungan dari glukosa dan fruktosa dengan ikatan α (1- 5) yang dikenal sebagai gula dalam kehidupan sehari-hari. Sukrosa umumnya terdapat dalam gula tebu, gula bit serta gula mapel. Maltosa merupakan gabungan glukosa dan glukosa dengan ikatan α (1 -4). Maltosa terbentuk dari proses hidrolisa pati. Laktosa (gula susu) terbentuk dari gabungan galaktosa dan glukosa dengan ikatan β (1 4). Selubiosa merupaka gabungan dari glukosa dan glukosa dengan ikatan β (1 - 4). Selubiosa adalah sakarida yang terbentuk dari sesulosa sebagai hasil kerja enzim selulose yang berasal dari mikroorganisme.
5
Trisakarida terdiri dari melezitosa dan rafinosa. Rafinosa terdiri dari masing-masing satu molekul glukosa, galaktosa dan fruktosa. Dalam jumlah tertentu terdapat dalam gula bit dan biji kapas. Melezitosa terdiri dari dua molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Polisakarida tersusun atas sejumlah molekul gula sederhana. Kebanyakan polisakarida berbentuk heksosan yang tersusun dari gula heksosa, tetapi ada juga pentosan yang tersusun oleh gula pentosa, disamping juga ada yang dalam bentuk campuran yaitu kitin, hemiselolusa, musilage dan pektin. Polisakarida heksosan merupakan komponen utama dari zat-zat makanan yang terdapat dalam bahan asal tanaman. Heksosan terdiri dari selulosa, dekstrin, glikogen, inulin dan pati. Pati terdiri dari α amilosa [ikatan α (1 - 4)] dan amilopektin [ikatan α (1 - 4) dan α (1 - 6)]. Pati merupakan persediaan utama makanan pada kebanyakan tumbuh-tumbuhan, apabila terurai akan menjadi dekstrin [glukosa, ikatan α (1 - 4) dan α (1 - 6)], kemudian menjadi maltosa dan akhirnya menjadi glukosa. Pati merupakan sumber energi yang sangat baik bagi ternak. Selulosa [glukosa, ikatan β (1 - 4)] menyusun sebagian besar struktur tanaman, sifatnya lebih kompleks dan tahan terhadap hidrolisa dibandingkan dengan pati. Sebagian besar cadangan karbohidrat dalam tubuh hewan berada dalam bentuk glikogen [glukosa, ikatan α (1 - 4) dan α (1 - 6)] yang terdapat dalam hati dan otot. Glikogen larut dalam air dan hasil akhir hidrolisa adalah glukosa. Glikogen dan pati merupakan bentuk simpan atau cadangan untuk gula. Inulin [fruktosa, ikatan β (2 - 1)] adalah polisakarida yang apabila dihidrolisa akan dihasilkan fruktosa. Polisakarida ini merupakan cadangan (sebagai ganti pati), khususnya dalam tanaman yang disebut artichke Yerusalem (seperti tanaman bunga matahari). Inulin digunakan untuk pengujian clearance rate pada fungsi ginjal karena zat tersebut melintas dengan bebas melalui glomerulus ginjal dan tidak di sekresi atau diserap oleh tubuh ginjal. Kitin merupakan polisakarida campuran yang terdapat dalam eksoskeleton (kulit yang keras) pada berbagai serangga. 2.2. Pencernaan dan Penyerapan Karbohidrat Karbohidrase merupakan enzim-enzim yang memecah karbohidrat menjadi gula-gula yang lebih sederhana. Amilase berfungsi merombak pati menjadi gula-gula yang lebih sederhana. 6
Oligisakaride memecah trigliserida menjadi gula sederhana. Disakarida sukrosa dan maltosa dihidrolisis oleh sukrase dan maltase. Sekresi saliva umumnya mengandung enzim amilase. Pati yang tidak dirombak dalam proventrikulus oleh amilase air liur, dalam lingkungan netral usus dengan cepat diubah menjadi maltosa oleh amilase pankreas. Dalam cairan usus mungkin terdapat juga sedikit amilase. Disakarida maltosa, sukrosa dan laktosa dirombak oleh enzim-enzim khusus yaitu maltase, sekrase dan laktase. Enzim-enzim ini dan enzim-enzim yang lain yang dihasilkan oleh sel-sel usus tidak sepenuhnya terdapat dalam keadaan bebas di dalam rongga usus. Hal ini terbukti karena ekstrak bebas sel dari cairan usus hanya mengandung sedikit enzim tersebut. Tetapi enzim-enzim tersebut terdapat pada permukaan mikrovilus yang merupakan batas dari sel absorpsi vilus tersebut. Pada waktu masuk ke batas ini, disakarida tersebut dihidrolisis, semua menghasilkan glukosa, di samping itu sukrosa menghasilkan juga fruktosa, dan laktosa menghasilkan galaktosa. Monosakarida ini juga diabsorpsi oleh sel-sel absorpsi, tetapi mekanisme transport aktifnya belum dapat dipastikan. Sebagian besar penyerapan merupakan suatu proses aktif dan bukan sekedar suatu proses yang pasif. Hal ini diperlihatkan dari kemampuan sel-sel epitel untuk menyerap secara selektif zat-zat seperti glukosa, galaktosa dan fruktosa dalam konsentrasi yang tidak sama. Glukosa diserap lebih cepat dari fruktosa, sepanjang epitelnya masih hidup dan tidak rusak. Akan tetapi, setelah unggas mati, ketiga macam gula sederhana itu akan melintasi mukosa dengan kecepatan yang sama, karena yang bekerja hanyalah kekuatan fisik dalam bentuk penyerapan pasif. Glikogen, karbohidrat khas hewan, berfungsi sebagai simpanan jangka pendek, yang dapat dipergunakan secara cepat jika gula yang tersedia dalam darah atau tempat lain telah habis. Glikogen dapat disimpan dalam kebanyakan sel, terutama dalam sel-sel hati dan otot. Pada waktu melalui hati, kelebihan gula yang diserap dari usus diambil oleh sel hati dan diubah menjadi glikogen. Hormon insulin yang dihasilkan oleh kelompok-kelompok sel endokrin pankreas, yaitu pulau Langerhans, mengontrol pengambilan glukosa oleh sel-sel dan sintesis glikogen. Peningkatan gula dalam darah merangsang sel-sel pankreas untuk memproduksi insulin. Insulin diangkut melalui darah ke seluruh tubuh tempat zat ini merangsang sintesis glikogen dalam sel otot dan hati. Reaksi kebalikannya, yaitu perombakan glikogen menjadi glukosa diatur oleh enzim pankreas, glukagon, dan oleh 7
epinefrin. Tetapi sel-sel otot tidak mempunyai enzim untuk mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa, sehingga glikogen otot hanya dapat dipergunakan sebagai penimbunan energi untuk sel otot. Setelah proses penyerapan melalui dinding usus halus, sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati. Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukannya. Sebagian lain, monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut. 2.3. Metabolisme Energi dari Karbohidrat Metabolisme karbohidrat untuk menghasilkan energi dimulai dari masuknya glukosa asal darah ke dalam sel. Disini terjadilah proses glikolisis tahap pertama yang dimulai dengan reaksi antara glukosa dengan ATP (adenosin tri phosphat) dengan adanya enzim glukokinase (yang memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor) dalam rangka melakukan fosforilasi (pemasukan satu gugus fosfat) glukosa menjadi glukosa-6-fosfat, dengan menghasilkan ADP (adenosin di phosphat). Reaksi tahap kedua merupakan isomerisasi glukosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-6-fosfat, yang dikatalisis oleh fosfoheksoisomerase. Reaksi tahap ketiga adalah pemasukan gugus fosfat dari ATP, dikatalisis oleh fosfofruktokinase dengan ion Mg2+ sebagai kofaktor dan terbentuklah fruktosa-1,6-difosfat dengan meninggalkan lagi ADP. Reaksi tahap keempat merupakan pemecahan senyawa karbohidrat beratom enam menjadi dua senyawa beratom tiga. Fruktosa-1,6-difosfat dengan bantuan enzim aldolase, dipecah menjadi dua molekul triosa fosfat yaitu 3, gliseraldehida 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat. Selanjutnya terjadi reaksi isomerisasi bolakbalik antara kedua senyawa beratom tiga ini dikatalisis oleh triosafosfat isomerase. Dalam keadaan normal dihidroksiaseton fosfat diubah seluruhnya menjadi gliseraldehida 3-fosfat sehingga kemungkinan hilangnya setengah dari energi molekul glukosa dapat dicegah. Dapat dikatakan disini, pemecahan satu molekul fruktosa 1,6-fosfat menghasilkan dua molekul gliseraldehida 3-fosfat. Tahaptahap reaksi satu sampai empat memerlukan energi dan gugus fosfat dari penguraian ATP menjadi ADP. 8
Reaksi tahap kelima merupakan perubahan gliseraldehida 3fosfat menjadi asam 1,3-difosfogliserat, yang melibatkan reaksi pemasukan satu gugus fosfat dari asam fosfat (buka dari ATP) dan oksidasi molekul aldehida menghasilkan molekul asam karboksilat. Reaksi ini dikatalisis oleh gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase dan dirangkaikan dengan reaksi reduksi pembentukan NADH (bentuk reduksi dari nikotinamid adenin dinukleotida) dari NAD+ (bentuk oksidasinya). Reaksi tahap kelima dalam tahap glikolisis merupakan reaksi pertama yang menghasilkan energi. Tahap keenam, satu dari dua buah ikatan antara asam fosfat dengan asam gliserat dalam molekul asam 1,3-difosfogliserat adalah suatu ikatan anhidrida yang dalam proses pemecahannya menghasilkan energi untuk pembentukan ATP dari ADP dan Pi. Reaksi ini dikatalisis oleh fosfogliserat kinase (dengan ion magnesium sebagai kofaktor) dengan menghasilkan asam 3-fosfogliserat. Reaksi tahap ketujuh adalah isomerasi asam gliserat 3-fosfat menjadi asam gliserat 2-fosfat, dikatalisis oleh fosfogliserat mutase dengan ion magnesium atau ion mangan sebagai kofaktor. Reaksi tahap kedelapan adalah enzim enolase melepaskan satu molekul H2O dari asam gliserat 2-fosfat menghasilkan asam fosfoenolpiruvat dengan ion magnesium atau ion mangan sebagai kofaktor. Reaksi tahap kesembilan atau terakhir dari glikolisis adalah pembentukan asam piruvat dari asam fosfoenolpiruvat melalui senyawa antara asam enolpiruvat. Dalam reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase (ion magnesium atau sebagaikofaktor) gugus fosfat yang dilepaskan oleh fosfoenolpiruvat dipakai untuk mensintesis ATP dari ADP. Perubahan enolpiruvat ke asam piruvat terjadi secara spontan. Tahapan glikolisis secara menyeluruh dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi dari glukosa sampai dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat, yang menggunakan dua molekul ATP untuk tiap satu molekul glukosa yang dioksidasi. Bagian kedua meliputi tahap reaksi yang menghasilkan energi (ATP dan NADH), yaitu dari gliseraldehida 3-fosfat sampai dengan piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan dua molekul NADH dan empat molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi (atau untuk dua molekul 9
gliseraldehida 3-fosfat yang dioksidasi). Karena satu molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan elektron dapat menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap reaksi bagian kedua ini menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian keseluruhan proses glikolisis menghasilkan 10 - 2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi. Selanjutnya asam piruvat diubah melalui salah satu jalur berikut ini. 1. Dapat masuk ke mitokondria lalu ikut dalam siklus asam trikarboksilat (siklus asam sitrat, siklus Krebs) untuk melakukan oksidasi dan fosforilasi ADP menjadi ATP dalam sistem sitokrom (ini adalah jalur yang paling sering terjadi pada asam piruvat). 2. Dapat direduksi membentuk asam laktat dan bersifat reversibel. 3. Dapat diubah kembali menjadi karbohidrat melalui glikoneogenesis (kebalikan dari glikolisis). 4. Dapat direduksi kembali menjadi asam malat lalu masuk dalam siklus Krebs. 5. Dapat dioksidasi menjadi asam oksaloasetat dalam siklus Krebs. 6. Dapat diubah menjadi asam amino alanin melalui transaminasi. Hal ini semua adalah jalur yang mungkin dijalani oleh asam piruvat, dan ini tergantung pada metabolisme sel waktu itu. Selama proses glikolisis, setiap molekul glukosa membentuk dua molekul asam piruvat yang kesemuanya terjadi di sito plasma sel. Reaksi oksidasi piruvat hasil glikolisis menjadi atetil koenzim A merupakan tahap reaksi penghubung yang penting antara glikolisis dengan jalur metabolisme lingkar asam trikarboksilat (siklus Krebs). Reaksi yang dikatalisis oleh kompleks piruvat dehidrogenase dalam matriks mitokondria melibatkan tiga macam enzim (piruvat dehidrogenase, dihidrolipoil transasetilase dan dihidrolipoil dehidrogenase), lima macam koenzim tiaminpirofosfat, asam lipoat, koenzim A, flavin adenin dinukleotida dan nikotinamid adenin dinukleotida), dan berlangsung dalam lima tahap reaksi. Piruvat + NAD+ + koenzim A asetilkoenzim A + NADH + CO2 Tahap reaksi pertama dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase yang menggunakan tiamin pirofosfat sebagai koenzimnya. Dekarboksilasi piruvat menghasilkan senyawa α-hidroksietil yang terikat pada gugus cincin tiazol dari tiamin pirofosfat. Pada tahap reaksi kedua, α-hidroksietil didehidrogenase menjadi asetil yang
10
kemudian dipindahkan dari tiamin pirofosfat ke atom S dari koenzim yang berikutnya, yaitu asam lipoat, yang terikat pada enzim dihidrolipoil transasetilase. Dalam hal ini gugus disulfida dari asam lipoat diubah menjadi bentuk reduksinya, yaitu gugus sulfhidril. Pada tahap reaksi ketiga, gugus asetil dipindahkan dengan perantaraan enzimdari gugus lipoil pada asam dihidrolipoat, ke gugus tiol (sulfhidril pada koenzim A). Kemudian asetilkoenzim A dibebaskan dari sistem enzim kompleks piruvat dehidrogenase. Pada tahap reaksi keempat, gugus ditiol pada gugus lipoil yang terikat pada dihidrolipoil transasetilase dioksidasi kembali menjadi bentuk disulfidanya dengan enzim dihidrolipoil dehidrogenase yang berikatan dengan FAD (flavin adenin dinukleotida). Pada tahap kelima atau terakhir, FADH2 (bentuk reduksi dari FAD) yang tetap terikat pada enzim, dioksidasi kembali oleh NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotida) menjadi FAD, sedangkan NAD+ berubah menjadi NADH (bentuk reduksi dari NAD+). Siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria dan membutuhkan oksigen agar dapat berlangsung. Asam piruvat yang berasal dari glikolisis, begitu masuk ke dalam mitokondria diubah menjadi asetil koenzim A. Kemudian bersamaan dengan berlangsungnya proses oksidasi dalam siklus Krebs, pasangan-pasangan atom hidrogen (2H) Atom-atom hidrogen tersebut dilepaskan bersama dengan CO2. menyajikan ion H+ atau proton dan elektron yang kemudian masuk ke dalam sistem transport elektron mitokondria. Ion hidrogen dan elektron di pungut oleh molekul NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotid), mereduksi NAD+ menjadi NADH. NADH merupakan pengantara siklus Krebs dan enzim dalam membran dalam mitokondria yang akan mengangkut elektron melalui sistem sitokrom dari rantai respirasi. NADH mentransfer proton dan elektron dan terbentuklah FMN (flavin mononukleotid). Kemudian menurut teori kemiosmotik, MFN mengambil proton dari bagian dalam membran, hingga tereduksi menjadi FMNH2. Kemudian dua atom H-nya dilepaskan dan ditransfer ke membran mitokondria eksterior dan dilepas berupa proton (H+). Pada saat yang sama, dua elektron itu menggabung ke molekul ubikuinon atau koenzim Q, yang kemudian mengambil atomatom H. Kemudian dilepaskanlah satu elektron ke sitokrom C1 dan lainnya ke sitokrom b dari membran mitokondria. Elektron-elektron kemudia ditransfer ke sitokrom a dan a3, dari sinilah elektron 11
bergabung dengan atom oksigen dan dua proton untuk membentuk molekul air. Dalam urutan oksidasi reduksi yang terjadi di dalam membran serta melintas membran mitokondria, tiap dua proton yang melintas membran dan masuk, akan menyebabkan fosfat anorganik melekat pada ADP karena adanya perbedaan potensial listrik, lalu terbentuklah ATP. Kecepatan reaksi ini akan meningkat oleh adanya sistem enzim. Secara lebih terperinci, tahap-tahap reaksi pada siklus Krebs dapat diuraikan pada bagian berikut ini. Pada tahap pertama, enzim sitrat sintase mengkatalisis reaksi kondensasi antara asetil koenzim A dengan oksaloasetat menghasilkan sitrat. Reaksi ini merupakan suatu reaksi kondensasi aldol antara gugus metil dari asetil koenzim A dan gugus karbonil dari oksaloasetat dimana terjadi hidrolisis ikatan tioester dan pembentukan senyawa koenzim A bebas. Tahap reaksi kedua merupakan pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat yang dikatalisis secara reversibel oleh enzim akonitase. Enzim ini mengkatalisis reaksi reversibel penambahan H2O pada ikatan rangkap cis-akotinat dalam dua arah, yang satu ke pembentukan sitrat dan yang lain ke pembentukan isositrat. Reaksi tahap ketiga adalah oksidasi isositrat menjadi αketoglutarat yang berlangsung melalui pembentukan senyawa antara oksalosuksinat yang yang berikatan dengan enzim isositrat dehidrogenase dengan NAD berperan sebagai koenzimnya. Tahap reaksi keempat adalah oksidasi α-ketoglutarat menjadi suksinat melalui pembentukan suksinil koenzim A. Pembentukan suksinil koenzim A dari α-ketoglutarat adalah reaksi yang irreversibel dan dikatalisis oleh enzim kompleks α-ketoglutarat dehidrogenase. Reaksi ini berlangsung dengan melibatkan koenzim pirofosfat, asam lipoat, koenzim A, FAD dan NAD+. Suksinil koenzim A adalah suatu senyawa tioester berenergi tinggi. Selanjutnya suksinil koenzim A melepaskan koenzim A-nya dengan dirangkaikan dengan reaksi pembentukan energi, GTP (guanosin trifosfat) dari GDP (guanosin difosfat) dan fosfat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim suksinil koenzim A sintetase yang khas untuk GDP. Selanjutnya GTP yang terbentuk dari reaksi ini digunakan untuk sintesis ATP dari ADP dengan enzim nukleotide difosfat kinase.
12
Pada reaksi tahap kelima, suksinat dioksidasi menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase yang berikatan dengan FAD sebagai koenzimnya. Enzim ini terikat kuat pada membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini FAD berperan sebagai gugus penerima hidrogen. Reaksi tahap keenam merupakan reaksi reversibel penambahan satu molekul H2O ke ikatan rangkap fumarat yang menghasilkan Lmalat dengan dikatalisis oleh enzim fumarase tanpa koenzim. Enzim ini bersifat stereospesifik, bertindak hanya terhadap bentuk Lstereoisomer dari malat. Dalam reaksi ini fumarase mengkatalisis proses penambahan trans atom H dan gugus OH ke ikatan rangkap fumarat. Reaksi tahap ketujuh atau terakhir adalah L-malat dioksidasi menjadi oksaloasetat oleh enzim L-malat dehidrogenase yang berikatan dengan NAD. Reaksi ini adalah endergonik tetapi laju reaksinya berjalan lancar ke kanan. Hal ini dimungkinkan karena reaksi berikutnya, yaitu reaksi kondensasi oksaloasetat dengan asetil koenzim A adalah reaksi eksergonik yang irreversibel. Malat dehidrogenase adalah enzim yang bersifat stereospesifik untuk bentuk L-stereoisomer dari malat. Hasil neto dari siklus Krebs serta sistem transport sitokrom adalah untuk menghasilkan tiga ATP lebih banyak dari ADP untuk tiap pasang atom H yang dilepaskan selama siklus tersebut, dan hal ini terjadi melalui fosforilasi oksidatif. Di sini juga dihasilkan tiga molekul CO2 dan tiga molekul H2O. Karena ada dua molekul piruvat yang terbentuk dari tiap molekul glukosa, siklus Krebs bekerja dua kali untuk tiap molekul glukosa yang dipecahkan. Oleh karena itu, pada dasarnya akan diperoeleh empat pasang atom hidrogen untuk tiap siklus. Dua siklus akan menghasilkan 8 x 3 = 24 ATP, dan dua ATP neto dari glikolisis, ditambah empat ATP lagi dari pembentuk FAD yang tereduksi selama siklus Krebs. Di samping itu juga dua lagi ATP dari fosforilasi oksidatif pada tingkat substrat, yang kesemuanya menjadi 32 ATP, enam lagi masih mungkin dari generasi glikolitik dari NADH2. Jadi dapat dinyatakan 38 molekul ATP dihasilkan dari degradasi satu molekul glukosa. ATP yang terbentuk itu merupakan sumber energi yang siap untuk tiap kegiatan biologi termasuk kontraksi otot, sekresi kelenjar, konduksi saraf, absorpsi aktif dan transport membran. 13
Piruvat, dengan adanya NADH, H+ dan enzim laktik dehidrogenase, membentuk laktat dan NAD. Dengan pengubahan yang bersifat enzimatis, laktat kemudian dikonversikan kembali menjadi piruvat yang kemudian masuk siklus Krebs untuk oksidasi lengkap seperti yang telah dikemukakan sebelumnya. Hasil akhirnya selalu CO2, H2O dan energi yang siap digunakan dalam bentuk ATP. Sebagian dari glukosa yang masuk ke dalam sel tidak mengalami katabolisme menjadi piruvat oleh glikolisis, tetapi membentuk glikogen secara anabolis melalui proses yang disebut glikoneogenesis, sehingga glukosa untuk sementara dapat disimpan dalam hati. Proses ini kemudian diikuti oleh proses kebalikannya, yaitu glikogenolisis yang merupakan pemecahan cadangan glikogen menjadi glukosa-6fosfat pada beberapa sel, atau langsung menjadi glukosa seperti yang terjadi di hati. Glukosa tidaklah harus selalu masuk ke sel dari kapiler darah. Beberapa sel terutama sel hati, dapat menghasilkan glukosa dari substrat dan bukan dari karbohidrat. Hal ini adalah pembentukan glukosa dari sel-sel lemak atau protein di dalam hati, untuk aliran darah, yang disebut dengan proses glukoneogenesis. Hal ini pada dasarnya ini terjadi ketika tingkat glukosa darah menurun, atau ketika jumlah glukosa yang masuk ke dalam sel tidak mencukupi dan cadangan glikogen terpakai habis.
14
BAB 3 LEMAK DAN METABOLISMENYA 3.1. Klasifikasi Lemak Lemak adalah kelompok senyawa heterogen yang berkaitan, baik secara aktual maupun potensial dengan asam lemak. Lipid mempunyai sifat umum yang relatif tidak larut dalam air dan larut dalam pelarut non polar seperti eter, kloroform dan benzena. Dalam tubuh, lemak berfungsi sebagai sumber energi yang efisien secara langsung dan secara potensial bila disimpan dalam jaringan adiposa. Lemak berfungsi sebagai penyekat panas dalam jaringan subkutan dan sekeliling organ-organ tertentu, dan lipin non polar bekerja sebagai penyekat listrik yang memungkinkan perambatan cepat gelombang depolarisasi sepanjang syaraf bermialin. Klasifikasi lemak terdiri dari : lemak sederhana, lemak campuran dan lemak turunan (derived lipid). Lemak sederhana adalah ester asam lemak dengan berbagai alkohol. Lemak sederhana terdiri dari lemak dan lilin. Lemak merupakan ester asam lemak dengan gliserol. Lemak dalam tingkat cairan dikenal sebagai minyak oli. Lilin (waxes) adalah ester asam lemak dengan alkohol monohidrat yang mempunyai berat molekul lebih besar. Lipid campuran adalah ester asam lemak yang mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak. Lipid campuran terdiri dari fosfolipid, glikolipid dan lipid campuran lain. Fosfolipid merupakan lipid yang mengandung residu asam fosfat sebagai tambahan asam lemak dan alkohol. Fosfolipid juga memiliki basa yang mengandung nitrogen dan pengganti (substituen) lain. Pada banyak fosfolipid, misalnya gliserofosfolipid, alkoholnya adalah gliserol, tetapi pada yang lain, misalnya sfingofosfolipid, alkoholnya adalah sfingosin. Glikolipid adalah campuran asam lemak dengan karbohidrat yang mengandung nitrogen tetapi tidak mengandung asam fosfat. Lipid campuran lain seperti sulfolipid dan aminolipid. Lipoprotein juga dapat ditempatkan dalam katagori ini. Lemak turunan adalah zat yang diturunkan dari golongangolongan diatas dengan hidrolisis. Ini termasuk asam lemak (jenuh dan tidak jenuh), gliserol, steroid, alkohol disamping gliserol dan sterol, aldehida lemak dan benda keton. Gliserida (asil-gliserol), kolesterol dan ester kolesterol dinamakan lipid netral karena tidak bermuatan. 15
3.2. Klasifikasi asam lemak Asam lemak adalah asam karboksilat yang diperoleh dari hidrolisis ester terutama gliserol dan kolesterol. Asam lemak yang terdapat di alam biasanya mengandung atom karbon genap (karena disintesis dari dua unit karbon) dan merupakan derivat berantai lurus. Rantai dapat jenuh (tidak mengandung ikatan rangkap) dan tidak jenuh (mengandung satu atau lebih ikatan rangkap). Asam-asam lemak tidak jenuh mengandung lebih sedikit dari dua kali jumlah atom hidrogen sebagai atom karbon, serta satu atau lebih pasangan atom-atom karbon yang berdekatan dihubungkan oleh ikatan rangkap. Asam lemak tidak jenuh dapat dibagi menurut derajad ketidakjenuhannya, yaitu asam lemak tak jenuh tunggal (monounsaturated, monoetenoid, monoenoat), asam lemak tak jenuh banyak (polyunsaturated, polietenoid, polienoat) yang terjadi apabila beberapa pasang dari atom karbon yang berdekatan mengandung ikatan rangkap dan eikosanoid. Eikosanoid adalah senyawa yang berasal dari asam lemak eikosapolienoat, yang mencakup prostanoid dan leukotrien (LT). Prostanoid termasuk prostaglandin (PG), prostasiklin (PGI) dan tromboxan (TX). Istilah prostaglandin sering digunak Eikosanoid adalah senyawa yang berasal dari asam lemak eikosapolienoat, yang mencakup prostanoid dan leukotrien (LT). Prostanoid termasuk prostaglandin (PG), prostasiklin (PGI) dan tromboxan (TX). Istilah prostaglandin sering digunakan dengan longgar termasuk semua prostanoid. Contoh asal lemak tidak jenuh dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Asam-asam lemak tidak jenuh Asam-asam lemak Palmitoleat (heksadesenoat) Oleat (oktadesenoat) Linoleat (oktadekadienoat) Linolenat (oktadekatrienoat) Arakidonat (eikosatetrienoat) Klupanodonat (dokosapentaenoat)
Formula C16H30O2 C18H34O2 C18H32O2 C18H30O2 C20H32O2 C22H34O2
Titik cair (oC) Cair Cair Cair Cair Cair Cair
Asam lemak jenuh mempunyai atom hidrogen dua kali lebih banyak dari atom karbonnya, dan tiap molekulnya mengandung dua 16
atom oksigen. Asam lemak jenuh mengandung semua atom hidrogen yang mungkin, dan atam karbon yang berdekatan dihubungkan oleh ikatan valensi tunggal. Asam lemak jenuh dapat dipandang berdasarkan asam asetat sebagai anggota pertama dari rangkaiannya. Anggota-anggota lebih tinggi lainnya dari rangkaian ini terdapat khususnya dalam lilin. Beberapa asam lemak berantai cabang juga telah diisolasi dari sumber tumbuh-tumbuhan dan binatang. Asamasam lemak jenuh memiliki titik cair yang lebih tinggi dibandingkan dengan asam yang tidak jenuh, untuk atom C yang sama banyaknya. Rantai asam lemak jenuh yang lebih panjang, titik cairnya lebih tinggi dibandingkan dengan yang rantainya lebih pendek. Contoh asamasam lemak jenuh dapat dilihat pada Tabel 3.2. Tabel 3.2. Asam-asam lemak jenuh Asam-asam lemak Butirat (butanoat) Kaproat (hexanoat) Kaprilat (oktanoat) Kaprat (dekanoat) Laurat (dodekanoat) Miristat (tatradekanoat) Palmitat (heksadekanoat) Stearat (oktadekanoat) Arakidat (eikosanoat) Lignoserat (tatrakosanoat)
Formula C4H8O2 C6H12O2 C8H16O2 C10H20O2 C12H24O2 C14H28O2 C16H32O2 C18H36O2 C20H40O2 C24H48O2
Titik cair (oC) Cair Cair 16 31 44 54 63 70 76 86
3.3. Transport Lemak ke Jaringan Sebagian besar lemak dalam pakan adalah lemak netral (trigliserida), sedangkan selebihnya adalah fosfolipid dan kolesterol. Jika lemak masuk masuk ke dalam duodenum, maka mukosa duodenum akan menghasilkan hormon enterogastron, atau penghambat peptida lambung, yang pada waktu sampai di lambung akan menghambat sekresi getah lambung dan memperlambat gerakan pengadukan. Hal ini tidak saja mencegah lambung untuk mencerna lapisannya sendiri, tetapi juga memungkinkan lemak untuk tinggal lebih lama dalam duodenum tempat zat tersebut dipecah oleh garamgaram empedu dan lipase. 17
Lemak yang diemulsikan oleh garam empedu dirombak oleh esterase yang memecah ikatan ester yang menghubungkan asam lemak dengan gliserol. Lipase, yang sebagian besar dihasilkan oleh pankreas, meskipun usus halus juga menghasilkan sedikit, merupakan esterase utama pada unggas. Garam-garam empedu mengemulsikan butir-butir lemak menjadi butir yang lebih kecil lagi, yang kemudian dipecah lagi oleh enzim lipase pankreatik menjadi digliserida, monogliserida, asam-asam lemak bebas (FFA = free fatty acid) dan gliserol. Garam-garam empedu kemudian merangsang timbulnya agregasi FFA, monogliserida dan kolesterol menjadi misal (micelle), yang masing-masing mengandung ratusan molekul. Campuran garam empedu, asam lemak dan lemak yang sebagian telah tercerna, mengemulsikan lemak lebih lanjut menjadi partikel-partikel yang sebagian besar cukup kecil untuk diserap secara langsung. Cairan empedu adalah suatu cairan garam berwarna kuning kehijauan yang mengandung kolesterol, fosfolipid lesitin, serta pigmen empedu. Garam-garam empedu (garam natrium dan kalium) dari asam glikokolat dan taurokolat adalah unsur-unsur terpenting dari cairan empedu, karena unsur-unsur itulah yang berperan dalam pencernaan dan penyerapan lemak. Trigliserida di dalam chyme duadenum cenderung untuk menggumpal bersama-sama sebagai kelompok atau gugus asam lemak berantai panjang yang tidak larut dalam air. Empedu juga membantu dalam penyerapam vitamin yang larut dalam lemak, serta membantu kerja lipase pankreatik. Garamgaram empedu adalah garam-garam basa, oleh karana itu dapat membentu juga dalam menciptakan suasana yang lebih alkalis dalam chyme intestinal agar absorpsi berlangsung dengan lancar. Komponen kolesterol dari cairan empedu berasal dari pembentukan di dalam hati maupun dari bahan yang dikonsumsi. Kolesterol tidak larut dalam air, tetapi garam-garam empedu dan lesitin menyebabkannya menjadi bentuk yang mudah larut sehingga kolesterol itu dapat berada di dalam cairan empedu. Sekresi garam-garam empedu dari hati tergantung pada konsentrasi garam empedu yang terdapat di dalam darah yang melewati hati. Dengan meningkatnya konsentrasi plasma dari garamgaram empedu yang terjadi selama pencernaan (karena garam-garam empedu diserap kembali dari usus halus ke vena porta hati menuju kembali ke hati), kemudian laju sekresi dari hati akan meningkat. Garam-garam empedu secara langsung merangsang sel-sel sekretoris. 18
Sekresi larutan alkalis dari empedu tergantung pada sekresi gastrin dari daerah antral lambung, dan tergantung juga pada laju sekresi kolesistokinin dan sekretin dari sel-sel mukosa duadenal. Sementara sekresi tersebut beredar di dalam darah selama mencerna makanan, meningkatlah sekresi larutan empedu dari hati. Sekretin itu efektif sekali dalam meningkatkan sekresi. Absorpsi lemak dan asam lemak merupakan masalah khusus, karena tidak seperti hasil akhir pencernaan, zat-zat ini tidak larut dalam air. Penyerapan zat ini dipermudah oleh kombinasi dengan garam empedu, karena kombinasi ini merupakan suatu kompleks (misal/micelle) yang larut dalam air. Garam empedu itu kemudian dibebaskan dalam sel mukosa dan dipergunakan lagi, dan asam lemak serta gliserol bersenyawa dengan fosfat untuk membentuk fosfolipid. Fosfolipid ini kemudian distabilisasi dengan protein dan dilepaskan dalam sistem getah bening sebagai globul-globul kecil yang disebut kilomikron yang kemudian di bawa ke aliran darah. Ketika telah berada di dalam sel-sel epitel, terjadilah resintesis menjadi trigliserida, dan kemudian dilepaskan ke dalam limfatik lakteal melalui emiositosis (kebalikan dari pinositosis). Lakteal merupakan pembuluh limfa yang menyerupai kapiler yang terdapat di dalam villi intestinal. Trigliserida masuk ke dlam lakteal sebagai kilomikron yang juga mengandung sejumlah kecil fosfolipid, kolesterol dan protein. Ini dihantarkan dalam bentuk mchyle menuju ke pembuluh limfa yang lebih besar. Akhirnya diteruskan ke sisterna chyli yang terletak di antara dua krura dari diafragma. Dari sisterna chyli, chyle bergerak melalui duktus torasik ke vena kava kranial atau ke vena jugular dekat pintu menuju ke vena kava dan ke sirkulasi vena. Bukti-bukti yang didapat secara biokimia dan penggunaan mikroskop elektron menunjukkan bahwa butir-butir kecil yang mengalami emulsifikasi dapat diserap secara pinositotik oleh sel-sel epitel dari usus dan masuk ke dalam lakteal dalam bentuk yang sama. Kira-kira 10 persen asam-asam lemak tidak mengalami rekonstitusi menjadi trigliserida di dalam sel-sel absorpsi epitel, tetapi sebaliknya bergerak langsung ke dalam darah portal bersama-sama dengan gliserol. Dalam waktu dua atau tiga jam setelah absorpsi makanan berlemak, kilomikron lenyap dari dalam darah, beberapa diambil oleh sel hati, yang lain dicerna dalam aliran darah oleh lipoprotein lipase. Lipoprotein lipase dihasilkan dalam jumlah besar oleh depo lemak 19
dalam tubuh dan diperkirakan bahwa sebagian besar dari lemak yang dihidrolisis secara cepat diabsorpsi dan disusun kembali oleh jaringan ini. Lemak yang ditimbun dalam hati atau jaringan adiposa senantiasa mengalami perombakan dan resintesis, meskipun jumlah keseluruhan yang disimpan hanya berubah sedikit selama jangka waktu yang lama. 3.4. Sintesa Lemak Biosintesis asam lemak dari asetil koenzim A terjadi di hampir semua bagian tubuh hewan, terutama dalam jaringan hati, jaringan lemak dan kelenjar susu. Biosintesis ini berlangsung melalui mekanisme yang dalam beberapa hal berbeda dengan oksidasi asam lemak. Secara keseluruhan biosintesis asam lemak terbagi menjadi tiga tahap utama. Tahap pertama pembentukan malonil koenzim A dari asetil koenzim A. Tahap kedua adalah pemanjangan rantai asam lemak sampai terbentuknya asam palmitat secara kontinu dengan tiap kali penambahan malonil keenzim A dan pelepasan CO2. Tahap ketiga adalah pemanjangan rantai asam palmitat secara bertahap bergantung pada keadaan dan komposisi faktor penunjang reaksi di dalam sel. Tahap pertama dimulai dengan reaksi antara asetil koenzim A dengan gugus SH (sulfhidril) dari molekul ACP (acyl carrier protein) merupakan reaksi pemul dalam mekanisme biosintesisi asam lemak. Reaksi ini dikatalisis oleh salah satu dari enam enzim sintetase kompleks, ACP-asiltransferase, dengan persamaan reaksi : Asetil-S-CoA + ACP-SH asetil-S-ACP + CoA-SH Reaksi selanjutnya adalah pemindahan gugus asetil dari ACP ke gugus SH dari enzim beta-ketoasil-ACP-sintase, menghasilkan asetil S-beta-ketoasil-ACP-sintase, disingkat asetil-S-sintase. Asetil-S-ACP + sintase-SH ACP-SH + asetil-S-sintase Dengan telah terikatnya gugus asetil pada enzim pertama dari enam enzim kompleks sintetase asam lemak tersebut, dapatlah dimulai mekanisme pemanjangan rantai asam lemak dengan penambahan dua atom karbon pada malonil koenzim , secara berturut-turut sampai terbentuknya asam palmitat. Tahap kedua adalah reaksi kondensasi pembentukan aseasetilS-AC. Reaksi kondensasi didahului dengan reaksi pembentukan malonil-S-ACP dari malonil-S-CoA, yaitu pemindahan gugus malonil dari ACP ke CoA. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ACP-maloniltransferase : Malonil-S-CoA + ACP-SH malonil-S-ACP + CoA-SH 20
(malonil koenzim A) (koenzim A) Reaksi berikutnya adalah kondensasi antara asetil-S-sintase dengan malonil-S-ACP menghasilkan asetoasetil-S-ACP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim beta-ketoasil-ACP-sintase dan laju reaksinya didorong oleh terlepasnya CO2 dari malonil-S-ACP, yaitu reaksi eksergonik dekarboksilasi gugus malonil, yang memberikan dorongan termodinamik ke arah pembentukan aseto-asetil-S-ACP. Pada tahap ketiga ini, terdapat dua reaksi reduksi asetoasetil-SACP. Pada reaksi reduksi yang pertama, aseoasetil-S-ACP diredukis dengan NADPH dan enzim beta-ketoasil-ACP-reduktase menghasilkan D-β-hidroksibutiril-S-ACP, yang selanjutnya mengalami dehidratasi dengan enzim enoil-ACP-hidratase menghasilkan krotonil-ACP. Reaksi reduksi yang kedua adalah hidrogenasi krotonil-ACP dengan enzim enoil-ACP-reduktase yang menghasilkan butiril-ACP. Seperti juga reaksi reduksi yang pertama, reaksi ini menggunakan NADPH-NADP+ (bukan NADH-NAD+ seperti yang dipakai pada proses oksidasi asam lemak) sebagai sistem koenzimnya. Dengan terbentuknya butiril-ACP, selesailah satu dari tujuh daur yang dilakukan oleh enzim kompleks sintetase untuk menghasilkan palmitoil-CoA. Untuk memulai daur yang berikutnya, gugus butiril dipindahkan dari ACP ke enzim β-ketoasil-ACP-sintase dan ACP mengambil satu gugus malonil dari molekul malonil Co-A yang lainnya. Selanjutnya daur diulangi dengan reaksi kondensasi antara malonil-ACP dengan butiril-S-β-ketoasil-ACP sintase menghasilkan β-ketoheksanoil-S-ACP dan CO2. Demikianlah setelah tujuh kali mekanisme daur berlangsung dengan enzim kompleks sintetase asam lemak, terbentuklah palmitoil-ACP sebagai hasil akhir. Selanjutnya gugus palmitoil ini dapat mengalami beberapa kemungkinan, tergantung kondisi dalam sel dan jenis jasadnya. Kemungkinan itu adalah, pertama, gugus palmitoil dilepaskan dari enzim sintetase kompleks, dengan bantuan enzim tioesterase, menghasilkan asam palmitat bebas, kedua, gugus palmitoil dipindahkan dari ACP ke CoA, ketiga, gugus palmitoil digabungkan langsung ke dalam asam fosfatidat dalam proses biosintesis fosfolipid dan triasil gliserol. Gambar 5.3. menunjukkan mekanisme reaksi keseluruhan proses biosintesis asam palmitat dari asetil-CoA.
21
3.5. Oksidasi asam lemak Asam palmitat (C16:0) merupakan salah satu asam lemak yang paling banyak diketahui proses metabolismenya, oleh karena itu untuk memudahkan pembahasan selanjutnya akan dipakai asam lemak ini. Proses penguraian asam lemak dimulai dengan tahap β-oksidasi. Proses oksidasi ini berlangsung dalam mitokondria. Tahap pertama adalah menggiatkan asam palmitat bebas dengan asetil koenzim A dalam sitoplasma, oleh enzim asil koenzim A sintetase menghasilkan palmitoil koenzim A. Pada reaksi ini sebagai sumber energi digunakan satu molekul ATP untuk satu molekul palmitil koenzim A yang terbentuk. Dalam hal ini terjadi dua reaksi pemecahan ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu terhidrolisisnya ATP menjadi AMP + PPi dan terurainya PPi menjadi 2 Pi oleh enzim pirofosfattase. Dengan demikian untuk menggiatkan satu molekul asam lemak dalam tahap reaksi ini, digunakan energi yang didapatkan dari pemecahan dua ikatan fosfat berenergi tinggi dari satu molekul ATP. Tahap reaksi kedua, palmitoil koenzim A diangkut dari sitoplasma ke dalam mitokondria dengan bantuan molekul pembawa yaitu karnitin yang terdapat dalam membran mitokondria. Reaksi tahap ketiga adalah proses dehidrogenasi palmitoil koenzim A yang telah berada di dalam mitokondria dengan enzim asil koenzim A dehidrogenase yang menghasilkan senyawa enoil koenzim A. Pada reaksi ini FAD (flavin adenin dinukleotida) yang bertindak sebagai koenzim direduksi menjadi FADH2. Dengan mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi melalui rantai pernafasan suatu molekul FADH2 dapat menghasilkan dua molekul ATP. Pada tahap reaksi keempat, ikatan rangkap pada enoil koenzim A dihidratasi menjadi 3-hidroksipalmitoil koenzim A hidratase. Reaksi tahap kelima adalah dehidrogenase dengan enzim 3hidroksianil koenzim A dehidrogenase dan NAD+ sebagai koenzimnya. Pada reaksi ini 3-hidroksipalmitoil koenzim A dioksidasi menjadi 3-ketopalmitoil koenzim A, sedangkan NADH yang terbentuk dari NAD+ dapat dioksidasi kembali melalui mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi yang dirangkaikan dengan rantai pernafasan menghasilkan tiga molekul ATP. Reaksi tahap terakhir adalah mekanisme oksidasi-β adalah pemecahan molekul dengan enzim asetil koenzim A asetiltransferase atau disebut juga tiolase. Pada reaksi ini satu molekul koenzim A
22
(CoA) bebas berinteraksi dengan 3-ketopalmitoil keenzim A menghasilkan satu molekul asetil koenzim A dan sisa rantai asam lemak dalam bentuk koenzim A-nya, yang mempunyai rantai dua atom karbon lebih pendek dari palmitoil koenzim A semula. Proses degradasi asam lemak selanjutnya adalah pengulangan mekanisme oksidasi-β secara kontinu sampai rantai panjang asam lemak tersebut habis dipecah menjadi molekul asetil koenzim A. Dengan demikian satu molekul asam palmitat (C16) menghasilkan 8 molekul asetil koenzim A (C2) dengan melalui tujuh kali oksidasi-β. Reaksi keseluruhan dari β-oksidasi asam palmitat dapat dilihat pada. Setelah semua reaksi β-oksidasi berakhir maka dilanjutkan dengan masuk dalam siklus Krebs. Reaksi keseluruhan dari katabolisme asam lemak palmitat. Reaksi oksidasi dan biosintesis asam palmitat mempunyai perbedaan yang cukup penting. Perbedaan tersebut terdapat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3.
Perbedaan oksidasi dengan biosintesis asam palmitat
No. 1. 2. 3.
Komponen Tempat Sistem pembawa Molekul pemanjang rantai
Oksidasi Mitokondria CoA Asetil-CoA (beratom karbon dua)
4.
Sistem koenzim dalam reaksi hidrogenasi
NAD+/NADH & FAD/FADH2
Biosintesis Sitoplasma ACP Malonil-CoA (beratom karbon tiga) NADPH/NADP +
3.6. Pengaruh Lemak pada Ternak Fakta-fakta menunjukkan bahwa kegemukan mempunyai basis genetik yang kuat yang meliputi perbedaan diantara individu yang kurus dan gemuk dalam aktivitas enzim jaringan yang berhubungan dengan sintesis lipid dan oksidasi. Sel-sel lemak dari tikus-tikus yang bergenetik gemuk mengubah lebih banyak piruvat atau glukosa pada gliserida-gliserol dibandingkan dengan tikus-tikus kurus yang
23
membuat gemuk dengan luka hipotalamus yang disebabkan oleh masukan pakan. Enzim jaringan adiposa pada babi gemuk yang berhubungan dengan lipogenesis lebih tinggi dibandingkan dengan babi kurus dan lipolisis jaringan adiposa dalam merespon kerja epineprin kurang pada babi gemuk dibandingkan dengan babi kurus. Enzim glukoneogenik lebih tinggi pada babi gemuk dan respon enzim pada pemuasaan dan pemberian pakan lagi lebih besar pada babi kurus. Deposisi lemak bersih pada tubuh seimbang diantara proses lipogenesisi dan lipolisis yang terjadi terus-menerus pada berbagai varietas ternak. Tingkat kejenuhan lemak tubuh bervariasi diantara dan dalam spesies ternak. Ruminan cenderung mempunyai lebih banyak lemak jenuh dibandingkan dengan non ruminan dan komposisi lemak tubuh ruminan kurang responsif pada pakan. Babi mempunyai tingkat lemak jenuh tubuh yang bervariasi tergantung pada latar belakang genetik yang mekanismenya belum diketahui, kemungkinan berhubungan dengan seleksi mereka untuk merubah metabolisme lemak atau untuk tingkat kegemukan. Babi gemuk cenderung mempunyai lebih banyak lemak jenuh dibandingkan babi kurus. Deposisi lemak berhubungan dengan jumlah adipose sel dan ukuran tubuh ternak. Terdapat hubungan yang erat dan temporal antara jaringan adipocytes dan jaringan pembuluh darah yang ditunjukkan pada suplai nutrisi pada adipocyte. Hal tersebut beralasan untuk mengasumsikan bahwa pembuluh darah akan mendahului penyusunan adipocytes pada tempat khusus. Asal mula histologi pada adipocyte masih tidak tentu , tetapi sekarang nampak bahwa preadipocytes (selsel yang berliku-liku mengakumulasi lemak untuk menjadi adipocytes) dapat berkembang biak setelah lahir, bahkan selama kedewasaan. Peningkatan pada jumlah adipocyte setelah lahir ini kemungkinan bervariasi diantara spesies. Pada babi, terdapat perbedaan distribusi pada adipocytes kecil dan besar pada babi gemuk dan babi kurus. Babi gemuk mempunyai lebih banyak adipocytes kecil ( diameter 20 - 30 mikron) dibandingkan babi kurus walaupun diameter sel maksimum lebih besar pada babi gemuk (190 mikron) dibandingkan babi kurus (140 mikron). Deposisi lemak tubuh pada ternak jelas adalah fenomena dinamis, baik pada anatominya (ukuran dan jumlah adipocyte) maupun pada biokimianya (lipogenesisi dan lipolisis). Aturan nutrisi 24
pada pengaruh ukuran dan jumlah adipocyte dan pada kontrol sintesis dan oksidasi lemak belum dimengerti sepenuhnya. Ahli nutrisi harus berhati-hati dan memperhatikan tentang pentingnya kegemukan dalam kesehatan dan harus melanjutkan penyelidikan interaksi antara genetik dan nutrisi dengan kekhusussan pada komposisi tubuh dan metabolisme.
25
BAB 4 PROTEIN DAM METABOLISMENYA 4.1. Klasifikasi Protein Protein berasal dari kata "proteios" yang berarti "pertama" atau kepentingan primer". Protein merupakan senyawa organik yang sebagian besar unsurnya terdiri dari Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Sulfur dan Fosfor. Ciri khusus protein adalah adanya kandungan Nitrogen. Berdasarkan bentuknya, protein dapat diklasifikasikan dalam tiga bagian, yaitu : protein berbentuk bulat, serat dan gabungan keduanya. Protein berbentuk bulat (globular), diantaranya adalah : (1) albumin adalah protein yang larut dalam air dan menggumpal apabila terkena panas. Umumnya albumin menjadi komponen pada albumin telur, albumin serum, leucosin pada gandum dan legumelin pada kacang-kacangan; (2) globulin umumnya tidak larut dalam air tetapi larut dalam asam kuat dan menggumpal apabila terkena panas. Globulin terdapat sebagai komponen globulin serum, fibrinogen, myosinogen, edestin pada biji hemp, legumin pada kacang-kacangan, concanavalin pada jack bean dan excelsin pada kacang Brazil. (3) glutelin tidak larut dalam air dan pelarut netral, tetapi lebih cepat larut dalam larutan asam atau basa. Contoh yang umum terdapat pada glutelin pada jagung yang lisinnya tinggi, dan oxyzenin pada padi, (4) prolamin atau gliadin adalah protein sederhana yang larut dalam 70 sampai dengan 80 persen etanol tetapi tidak larut dalam air, alkohol dan pelarut netral. Contohnya terdapat pada zein dalam jagung dan gandum, gliading pada gandum dan rye serta hordein pada barley, (5) histon adalah protein dasar yang larut dalam air, tetapi tidak larut dalam larutan amonia. Histon sebagian besar bergabung dengan asam nukleat pada sel makluk hidup. Contoh yang umum adalah globin pada hemoglobin dan scombron pada spermatozoa mackerel, dan (6) protamin adalah molekul dengan bobot rendah pada protein, larut dalam air, tidak menggumpal terkena panas berbentuk garam stabil. Contohnya adalah salmine dari sperma ikan salmon, sturine dari ikan sturgeon, clupeine dari ikan herring, dan scombrine dari ikan mackerel. Protamin umumnya bersatu dengan asam nukleat dalam sperma ikan. Protein berbentuk serat (fibrous), diantaranya adalah : (1) kolagen adalah protein utama pada jaringan penghubung skeletal. Umumnya collagen tidak larut dalam air dan tahan pada enzim 26
pencernaan hewan, tetapi berubah cepat dalam bentuk larutan, dalam bentuk gelatin lebih mudah dicerna apabila dipanaskan dalam air atau larutan asam atau basa. Kolagen mempunyai karakteristik struktur asam amino unik diantaranya adalah hidroksiprolin yang molekulnya besar, hidroksilisin sistein, sistin dan triptofan, (2) elastin adalah protein pada jaringan elastis seperti pada tendon dan arteri. Meskipun penampakannya sama dengan kolagen, elastin tidak dapat diubah menjadi gelatin, (3) keratin merupakan protein yang suka dilarutkan dan tidak dapat dicerna. Umumnya menjadi komponen rambut, kuku, bulu, tanduk dan paruh. Keratin mengadung 14 sampai dengan 15 persen sistin, dan (3) protein gabungan (conjugated) diantaranya adalah : (1) nuleoprotein adalah satu atau lebih molekul protein yang berkombinasi dengan asam nukleat, yang dalam sel dikenal sebagai deoksiribonukleatprotein, ribonukleatprotein ribosom dan lain-lain, (2) mukoid atau mukoprotein, bagian karbohidrat dalam protein adalah mukopolisakarida yang mengandung N-asetil-heksosamin seperti glukosamin atau galaktosamin yang berkombinasi dengan asam uronik, galakturonik atau asam glukoronik, banyak juga yang mengandung asam sialik, (3) glikoprotein adalah protein yang mengandung karbohidarat kurang dari 4 persen, sering kali dalam bentuk heksosa sederhana, seperti manosa sebesar 1,7 persen dalam albumin telur, (4) lipoprotein adalah protein larut dalam air yang bergabung dengan lesitin, cepalin, kolesterol, atau lemak dan fosfolipid lain, dan (5) kromoprotein adalah kelompok yang mempunyai bentuk karakteristik yang merupakan gabungan dari protein sederhana dengan kelompok prospetik pewarna. Komoprotein meliputi hemoglobin, sitokrom, flavoprotein, visual purple pada retina mata dan enzim katalase. Berdasarkan kekomplekskan strukturnya, protein dibagi menjadi : (1) protein sederhana, yaitu protein yang apabila mengalami hidrolisis akan menghasilkan hanya asam-asam amino atau derivatnya, contohnya adalah : albumin, globulin, glutelin, albuminoid dan protamin, (2) protein gabungan, yaitu protein sederhana yang bergabung dengan radikal protein, contohnya adalah : nukleoprotein (protein bergabung dengan asam nukleat), glikoprotein (protein bergabung dengan zat yang mengandung gugusan karbohidrat seperti mucin), fosfoprotein (protein bergabung dengan zat yang mengandung fosfor seperti kasein), hemoglobin (protein bergabung dengan zat-zat sejenis hematin seperti hemoglobin) dan lesitoprotein (protein 27
bergabung dengan lesitin, seperti jaringan fibrinogen) dan (3) protein asal, adalah protein yang terdegradasi yang meliputi protein primer (misal : protean) dan protein sekunder (misal : proteosa, pepton dan peptida). Fungsi protein meliputi : (1) struktur penting untuk jaringan urat daging, tenunan pengikat, kolagen, rambut, bulu, kuku dan bagian tanduk serta paruh, (2) sebagai komponen protein darah, albumin dan globulin yang dapat membantu mempertahankan sifat homeostatis dan mengatur tekanan osmosis, (3) terlibat dalam proses pembekuan darah sebagai komponen fibrinogen, tromboplastin, (4) membawa oksigen ke sel dalam bentuk sebagai hemoglobin, (5) Sebagai komponen lipoprotein yang berfungsi mentransportasi vitamin yang larut dalam lemak dan metabolit lemak yang lain, (6) sebagai komponen enzim yang bertugas mempercepat reaksi kimia dalam sistem metabolisme dan (7) sebagai nukleoprotein, glikoprotein dan vitellin. Protein merupakan gabungan asam-asam amino dengan cara ikatan peptida, yaitu suatu ikatan antara gugus amino (NH2) dari suatu asam dengan gugus karboksil dari asam yang lain, dengan membebaskan satu molekul air (H2O). Protein disusun oleh 22 macam asam amino, tetapi dari ke 22 macam asam amino tersebut yang berfungsi sebagai penyusun utama protein sebanyak 20 macam. Dari 20 macam asam amino tersebut ternyata ada sebagian yang dapat disintesis dalam tubuh ternak, sedang sebagian lainnya tidak dapat disintesis dalam tubuh unggas sehingga harus didapatkan dari pakan. Asam amino yang harus ada atau harus didapatkan dari pakan disebut asam amino esensial dalam pakan (dietary essential amino acid atau indespensible amino acid). Asam amino yang termasuk dalam kelompok ini adalah metionin, arginin, treonin, triptofan, histidin, isoleusin, leusin, lisin, valin dan fenilalanin. Asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh disebut asam amino non esensial dalam pakan, tetapi apabila esensial untuk metabolisme maka disebut pula sebagai asam amino esensial metabolik (metabolic essential amino acid atau dispensible amino acid). Asam amino yang termasuk kelompok ini adalah : alanin, asam aspartat, asam glutamat, glutamin, hidroksiprolin, glisin, prolin dan serin. Disamping itu ada pengelompokan asam amino setengah esensial (semi essential amino acid atau semi dispensible amino acid) karena asam amino ini hanya dapat disintesis dalam tubuh dalam jumlah yang terbatas dari substrat tertentu. Asam amino yang termasuk dalam kelompok ini adalah 28
tirosin, sistin dan hidroksilisin. Beberapa hasil sintesa asam amino dibawah ini merupakan gambaran terjadinya penguraian dan pembentukan asam amino non esensial. 4.2. Pencernaan dan Penyerapan Protein Pencernaan pada unggas dimulai dari paruh dan diakhiri pada kloaka. Sementara pencernaan pada non unggas dimulai dari mulu sampai anus. Setelah makanan melewati paruh akan disimpan sementara dalam tembolok , kemudian makanan akan menuju bagian proventrikulus yang akan mengalami proses pencernaan hidrolitis/enzimatis. Semnetara pada non unggas, makanan yang masuk langsung menuju lambung. Pencernaan tersebut dimulai dengan kontraksi otot (proventrikulus pada unggas atau lambung pada non unggas) yang akan mengaduk-aduk makanan dan mencampurkannya dengan getah lambung yang terdiri dari HCl dan pepsinogen (enzim yang tidak aktif). Pepsinogen apabila bereaksi dengan HCl akan berubah menjadi pepsin (enzim aktif). HCl dan pepsin akan memecah protein menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti polipeptida, protease, pepton dan peptida. Aktivitas optimum pepsin dijumpai pada pH sekitar 2,0. Apabila makanan sudah berubah menjadi kimus (bubur usus dengan warna kekuningan dan bersifat asam) maka akan didorong masuk ke ventrikulus pada unggas atau langsung masuk usus halus pada non ungggas. Keasaman (pH) ventrikulus berkisar antara 2,0 sampai dengan 3,5. Dalam ventrikulus, kimus akan mengalami proses pencernaan mekanis dengan cara penggilasan dan pencampuran oleh kontraksi otot-otot ventrikulus. Setelah itu, kimus kemudian didorong ke ke dalam usus halus. Usus halus terdiri dari duodenum, jejenum dan ileum. Kimus kemudian akan bercampur dengan empedu yang dihasilkan oleh sel hati. Fungsi empedu adalah untuk menetralkan kimus yang bersifat asam dan menciptakan pH yang baik (sekitar 6 sampai dengan 8) untuk kerja enzim pankreas dan enzim usus. Pankreas menghasilkan endopeptidase berupa enzim tripsinogen dan kimotripsinogen. Enzim tripsinogen apabila bereaksi dengan enterokinase akan berubah menjadi tripsin. Setelah terbentuk, tripsin akan membantu meneruskan aktivasi tripsinogen, dan tripsin sendiri mengaktifkan kimotripsinogen menjadi kimotripsin. Berbagai enodpeptidase yaitu, pepsin, tripsin dan kimotripsin akan memecah ikatan-ikatan di dekat asam amino tertentu. Kerja sama enzim ini 29
diperlukan dalam proses fragmentasi molekul protein. Pepsin hanya memecah ikatan yang dekat dengan fenilalanin, triptofan, metionin, leusin atau tirosin. Tripsin hanya memecah ikatan yang dekat dengan arginin atau lisin dan kimotripsin akan memecah ikatan yang dekat dengan asam amino aromatik, atau metionin. Eksopeptidase yang terdiri dari karboksipeptidase dan aminopeptidase yang disekresikan oleh pankreas dan usus halus akan bekerja pada ikatan peptida terminal, dan memisahkan asam amino satu demi satu. Karboksipeptidase memecah asam amino terminal dengan gugus karboksil bebas sedangkan aminopeptidase memisahkan asam amino terminal dengan gugus amino (NH2) bebas. Produk akhir dari pencernaan protein adalah asam amino dan peptida. Lebih dari 60 persen protein dicerna dalam duodenum sisanya dicerna dalam jejenum dan ileum. Makanan yang tidak dicerna akan didorong memasuki usus besar. Penyerapan dimulai dengan membesarnya usus karena adanya kimus, otot yang teregang bereaksi karena kontraksi. Beberapa kontraksi menyebabkan kontraksi lokal, disebut segmentasi, yang membantu dalam mencampurkan kimus. Kontraksi lain yang disebut peristalsis lebih menyerupai gelombang. Satu lapisan otot dinding usus berkontraksi sepanjang beberapa sentimeter dan diikuti dengan lapisan lainnya. Kontraksi demikian ini menggerakkan makanan melalui jarak pendek. Mukosa usus terdiri dari lapisan otot licin, jaringan ikat dan akhirnya epitel kolumnar sederhana dekat lumen. Pada epitel pelapis tersebut terdapat banyak sel goblet yang menghasilkan lendir dan sekresinya membantu melicinkan makanan dan melindungi lapisan usus terhadap kelecetan dan luka-luka karena zat-zat kimia. Pada mukosa terdapat banyak vilus (jonjot) kecil berbentuk jejari tempat terdapat pembuluh darah dan pembuluh limfa kecil. Lipatan sirkular dalam mukosa usus, vilus dan mikrovilus membentuk suatu permukaan yang sangat luas untuk absorpsi (penyerapan). Pasa dasar vilus terdapat bagian yang berbentuk tabung yang disebut kripta Lieberkuhn. Pembelahan mikotik sel-sel epitel pada dasar kripta akan terus menerus menghasilkan sel baru yang pindah keluar melalui vilus dan terlepas. Dalam perjalanan keluar, sel-sel itu berubah menjadi sel-sel goblet yang menghasilkan lendir dan sel-sel absorpsi. Lapisan epitel ini akan menyerap air dan zat-zat makanan. Eksopeptidase usus terdapat juga pada permukaan membran sel absorpsi dari vilus dan sel-sel yang sama ini juga 30
merupakan tempat absorpsi asam amino. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa asam-asam amino L-isomer lebih siap diabsorpsi dibandingkan dengan asam-asam amino D-isomer. Perbedaan ini ditandai dengan tingkat absorpsi diantara asam-asam amino itu sendiri. Tingkat absorpsi pada 18 L-asam amino tergantung pada berat molekul, tetapi asam amino dengan ujung rantai non polar seperti metionin, valin, dan leusin lebih siap diabsorpsi dibandingkan dengan asam amino dengan rantai polar. Dijumpai juga bahwa Lmetionin dan L-histidin diabsorpsi lebih cepat dibandingkan dengan D-isomer. Transport asama amino dari lumen usus halus ke sel mukosa melalui proses aktif dengan menggunakan gradien konsentrasi. Mekanisme transport membutuhkan energi khusus untuk bentuk L dari asam amino. Bentuk D dari asam amino lebih lambat diserap dibandingkan dengan bentuk L. Tiga mekanisme transport dideteksi dalam mukosa intestinal. Sistem pertama khusus untuk monoaminomonokarboksilat atau asam amino netral, sistem kedua untuk arginin, lisin dan asam amino basic seperti sistin, dan sistem ketiga untuk dikarboksilat atau asam amino acidic. Secara umum asam-asam amino setelah diserap oleh usus akan masuk ke dalam pembuluh darah, yang merupakan percabangan dari vena portal. Vena portal membawa asam-asam amino tersebut menuju sinusoid hati, dimana akan terjadi kontak dengan sel-sel epitel hati. Darah yang berasal dari sinusoid hati kemudian melintas menuju ke sirkulasi umum melalui vena-vena sentral dari hati menuju ke vena hepatik, yang kemudian masuk ke vena kava kaudal. 4.3. Pembentukan Polipeptida Proses metabolisme protein didahului dengan proses katabolisme (penguraian) protein menjadi asam amino. Dalam sel, asam amino akan dibentuk kembali menjadi protein dengan melalui beberapa tahapan. Tahapan tersebut meliputi proses pembukaan (inisiasi), perpanjangan (elongasi) dan pengakhiran (terminasi). Proses sintesis protein melibatkan asam amino, transfer RNA (tRNA), massanger RNA (mRNA) dan ribosom. Dalam sel yang tidak aktif, terdapat asam amino bebas, tRNA, ribosom dan prekursor mRNA (yaitu nukleosisde trifosfat bebas). Bila sel memerlukan protein, maka akan terjadi rangkaian aktivitas yang dimulai dengan : (1) transkripsi mRNA dalam inti sel, kemudian mRNA masuk ke dalam 31
sitoplasma, (2) asam amino bebas akan berikatan dengan tRNA membentuk asam amino asil tRNA, (3) amino asil tRNA akan menempel pada mRNA yang cocok di ribosom, yang selanjutnya akan menyebabkan asam-asam amino saling berikatan membentuk polipeptida, dan (4) setelah terjadi proses sintesis protein berakhir, mRNA akan terurai menjadi ribonukleosisdetrifosfat dan ribosom akan kembali terpisah menjadi unit-unitnya. Tabel 4.1. 5'OH terminal base U
C
A
G
Posisi masing-masing asam amino dalam pembentukan ikatan peptida
U
Middle base C A
G
3'OH terminal base U C A G U C A G U C A G
Fenilalanin Fenilalanin Leusin Leusin Leusin Leusin Leusin Leusin Isoleusin Isoleusin Isoleusin Metionin fMetionin Valin
Serin Serin Serin Serin Prolin Prolin Prolin Prolin Treonn Treonn Treonn Treonn
Tirosin Tirosin Terminal Terminal Histidin Histidin Glutamin Glutamin Asparagin Asparagin Lisin Lisin
Sistin Sistin Terminal Triptofan Arginin Arginin Arginin Arginin Serin Serin Arginin Arginin
Alanin
Glisin
U
Valin
Alanin
Glisin
C
Valin
Alanin
Glisin
A
Valin
Alanin
Asam aspartat Asam aspartat Asam glutamat Asam glutamat
Glisin
G
fMetionin
32
Langkah pertama dalam proses inisiasi (pembukaan) dibuka oleh N-formil-L-methionine-transfer RNA complex (fMet-tRNAfMet). Kompleks ini dapat mengenal initiator kodon (kodon pembuka) AUG (atau GUG) yang merupakan tanda untuk memulai pengkodean rangkaian protein dalam mRNA dan dapat membedakan dari AUG internal, yang juga kode dari metionin (atau GUG internal yang merupakan kode dari valin). oleh N-formil-L-methionine-transfer RNA complex (fMet-tRNAfMet) dapat memulai sintesis protein karena ada dua sebab, yaitu : (1) hanya fMet-tRNAfMet yang dapat langsung mengikat P site (permukaan P) di ribosom sedangkan semua aminoacyl-tRNA hanya dapat mulai mengikat pada A site (permukaan A) dan (2) hanya fMet-tRNAfMet yang dapat berikatan dengan hidrogen pada kodon pembuka. Permukaan P (P site) akan tepat berada pada fMet-tRNAfMet , sedangkan permukaan A (A site) akan berhadapan dengan kodon yang ada di hilir kodon awal. Permukaan A siap menerima tRNA yang cocok, yaitu yang mempunyai antikodon yang antiparalel terhadap kodon pada permukaan tersebut. Suatu tRNA dengan antikodon yang tidak sesuai akan ditolak menempati permukaan A. Bila sudah terdapat tRNA yang cocok pada permukaan P (yaitu fMettRNAfMet ) maka akan dibentuk ikatan polipeptida, yaitu dengan melepaskan asam amino yang terdapat pada permukaan P dan mengaitkannya pada ujung -NH3+ asam amino pada permukaan A. Tugas pembentukan ikatan peptida dilakukan oleh enzim peptide transferase. Setelah ikatan peptida terbentuk, ribosom akan bergesar satu kodon ke arah ujung 3' OH mRNA. Transfer RNA yang asalnya terdapat pada permukaan A akan pindah ke permukaan P, dan tRNA yang asalnya berada pada permukaan P akan keluar bebas dalam sitoplasma. Permukaan A akan menjadi kosong dan siap untuk menerima tRNA yang lain. Ikatan aminoasil-tRNA yang tepat pada permukaan A memerlukan pengenalan kodon yang tepat. Elongation faktor 1 (EF1) membentuk kompleks dengan GTP (guanin tri phospat) dan aminoasil-tRNA yang masuk. Kompleks ini kemudian memungkinkan aminoasil-tRNA untuk memasuki permukaan A. Gugus α-amino dari aminoasil-tRNA yang baru pada permukaan A melakukan serangan nukleofilik terhadap gugus karboksil yang diesterkan dari peptidil tRNA yang menduduki permukaan P. Reaksi
33
ini dikatalis oleh komponen protein, peptidil transferase. Karena asam amino pada aminoasil-tRNA sudah "aktif", tidak ada energi yang selanjutnya diperlukan untuk reaksi ini. Reaksi menghasilkan pengikatan rantai peptida yang sedang tumbuh pada tRNA pada permukaan A. Pada pembuangan bagian peptidil dari tRNA pada permukaan P, tRNA yang dikeluarkan dengan cepat mengosongkan permukaan P. Elongation faktor 2 (EF-2) dan GTP bertanggung jawab untuk translokasi peptidil-tRNA yang baru terbentuk pada permukaan A ke dalam permukaan P yang kosong. GTP yang diperlukan untuk EF-2 dihidrolisis menjadi GDP (guanin di phospat) dan fosfat selama proses translokasi. Translokasi peptidil-tRNA yang baru terbentuk dan kodonnya yang sesuai ke dalam permukaan P kemudian membebaskan permukaan A untuk siklus pengenalan dan elongasi kodon aminoasil-tRNA selanjutnya. Setelah elongasi yang menghasilkan polimerasasi asam-asam amino spesifik ke dalam molekul protein diulang berkali-kali, kodon nonsense atau terminasi mRNA timbul pada permukaan A. Tidak terdapat tRNA dengan antikodon untuk mengenal signal terminasi tersebut. Releasing faktors mampu mengetahui bahwa signal terminasi terdapat pada permukaan P. Releasing faktors dalam hubungan dengan GTP dan peptidil transferase, menghidrolisis ikatan antara peptida dan tRNA yang menduduki permukaan P. "Releasing factor" adalah protein yang menghidrolisis ikatan peptidil-tRNA bila suatu kodon nonsense menduduki permukaan A. 4.4. Siklus Metabolisme Energi dari Protein Metabolisme protein tidak secara langsung terlibat dalam memproduksi energi. Tetapi metabolisme protein terlibat dalam produksi enzim, hormon, komponen struktural, dan protein darah dari sel-sel badan dan jaringan. Metabolisme energi yang berasal dari protein didahului dengan degradasi protein menjadi asam-asam amino. Kemudian asam-asam amino dilepas gugus aminonya melalui deaminasi oksidatif di sel-sel hati. Hasil deaminasi akan masuk dalam siklus Krebs guna pembentukan energi, atau melalui piruvat dan asetil koenzim A sebelum masuk siklus Krebs. Kerangka karbon dari asam-asam amino alanin, sistein, sistin, glisin, treonin, serin dan hidroksiprolin diubah menjadi piruvat. Pembentukan piruvat dari glisin dapat terjadi dengan konversi menjadi serin yang dikatalisis oleh enzim serin hidroksimetiltransferase. 34
Reaksi alanin transaminase dan serin dehidratase, keduanya memerlukan piridoksal fosfat sebagai koenzim. Reaksi serin dehidratase berlangsung melalui pembuangan H2O dari serin, membentuk suatu asam amino tidak jenuh. Kemudian disusun kembali menjadi asam α-amino yang terhidrolisis spontan menjadi piruvat dan amonia. Jalan katabolik utama dari sistin adalah konversi menjadi sistein yang dikatalisis oleh enzim sistin reduktase. Setelah itu akan bergabung dengan katabolisme sistein. Sistein dikatabolisme melalui dua jalan katabolisme utama yaitu jalan oksidasi langsung (sistein sulfinat) dan jalan transaminasi (3-merkaptopiruvat). Kedua jalan tersebut memerlukan enzim transaminase. Treonin dibelah menjadi asetaldehida dan glisin oleh treonin aldolase. Kemudian asetaldehida membentuk asetil koenzim A, sementara glisin sudah dibicarakan diatas. Tiga dari lima karbon 4-hidroksi-L-prolin dikonversi menjadi piruvat, dua sisanya membentuk glikosilat. Kemudian tahap akhir reaksi melibatkan aldolase yang memecah hidroksiprolin menjadi piruvat dan glioksilat. Semua asam amino yang membentuk piruvat dapat dikonversi menjadi asetil koenzim A. Disamping itu ada lima asam amino yang membentuk asetil koenzim A tanpa membentuk piruvat lebih dahulu. Asam-asam amino tersebut adalah fenilalanin, tirosin, triptofan, lisin dan leusin. Fenilalanin mula-mula dikonversi menjadi tirosin oleh fenilalanin hidroksilase. Lima reaksi enzimatik berurutan mengkonversi tirosin menjadi fumarat dan asetoasetat, yaitu (1) transaminasi menjadi p-hidroksifenilpiruvat, (2) oksidasi dan migrasi sekaligus dari rantai samping 3-karbon dan dekarboksilasi yang membentuk homogentisat, (3) oksidasi homogentisat menjadi maleilasetoasetat, (4) isomerasi maleiasetoasetat menjadi fumarilasetofumarat dan (5) hidrolisis fumarilasetoasetat menjadi fumarat dan osetoasetat. Asetoasetat selanjutnya dapat mengalami pembelahan tiolitik menjadi asetat dan asetil koenzim A. L-lisin dikonversi menjadi α-aminoadipat dan α-ketoadipat. L-lisin pertama kali berkondensasi dengan α-ketoglutarat yang memecah air dan membentuk basa Schiff. Kemudian direduksi menjadi sakaropin oleh dehidrogenase dan kemudian dioksidasi oleh 35
dehidrogenase kedua. Penambahan air membentuk L-glutamat dan Lα-aminoadipat-δ-semialdehida. Katabolisme lebih lanjut dari αaminoadipat memerlukan transaminasi menjadi α-ketoadipat, yang mungkin diikuti oleh dekarboksilasi oksidatif menjadi glutaril-KoA. Triptofan oksigenase (triptofan pirolase) mengkatalisis pembelahan cincin dengan inkorporasi 2 atom oksigen yang membentuk N-formilkinurenin. Oksigenasenya adalah metaloprotein besiforfirin. Pengeluaran gugus formil dari N-formilkinurenin secara hidrolitik dikatalisis oleh kinurenin formilase yang menghasilkan kinurenin. Kemudian dideaminasi dengan transaminase gugus amino rantai samping ke ketoglutarat. Metabolisme lebih lanjut dari kinurenin melibatkan konversi menjadi 3-hidroksikinurenin. Kinurenin dan hidroksikinurenin dikonversi menjadi hidroksiantranilat oleh enzim kiruneninase suatu enzim piridoksal fosfat (Gambar 6.17). Leusin sebelum diubah menjadi asetil koenzim A diubah dahulu menjadi asetoasetat, sama dengan pengubahan tirosin. Suksinil koenzim A merupakan hasil akhir amfibolik dari katabolisme metionin, isoleusin dan valin yang hanya sebagian rangka dikonversi. Empat per lima karbon valin, tiga per lima karbon metionin dan setengah karbon isoleusin membentuk suksinil koenzim A. l-metionin berkondensasi dengan ATP membentuk Sadenosilmetionin atau "metionin aktif". Pengeluaran gugus metil membentuk S-adenosil-homosistein. Hidrolisis ikatan S-Peserta menghasilkan L-homosistein dan adenosin. Homosistein selanjutnya berkondensasi dengan serin, membentuk sistationin. Pembelahan hidrolitik sistationin membentuk L-homoserin dan sistein. Kedua reaksi ini oleh karenanya juga terlibat dalam biosintesis sistein dan serin. Homoserin dikonversi menjadi α-ketobutirat oleh homoserin deaminase. Konversi α-ketobutirat menjadi propionil-KoA selanjutnya terjadi dengan cara biasa untuk dekarboksilasi oksidatif asam α-keto membentuk derivat asil KoA. Sebagaimana diharapkan dari kemiripan strukturnya, katabolisme L-valin dan L-isoleusin pada awalnya memerlukan reaksi yang sama. Jalan ini kemudian memisah dan masing-masing rangka asam amino mengikuti jalan unik menjadi zat antara amfibolik. Kerangka karbon dari asam-asam amino glutamin, glutamat, arginin, histidin, dan prolin memasuki siklus Krebs melalui α36
ketoglutarat. Katabolisme glutamin dan glutamat berlangsung dengan bantuan enzim glutaminase dan transaminase. Prolin dioksidasi menjadi dehidroprolin yang dengan penambahan air akan membentuk glutamat γ-semialdehida. Selanjutnya dioksidasi menjagi glutamat dan ditransaminasi menjadi α-ketoglutarat. Arginin dan histidin juga membentuk α-ketoglutarat, satu karbon dan baik 2 (histidin) maupun 3 (arginin) pertama-tama harus dikeluarkan dari asam amino 6 karbon ini. Arginin hanya membutuhkan hanya satu langkah yaitu pengeluaran gugus guanidino secara hidrolisis yang dikatalisis oleh arginase yang menghasilkan ornitin. Ornitin mengalami transaminasi gugus ∂-amino, membentuk glutamat γ-semialdehida, yang dikonversi menjadi α-ketoglutarat. Bagi histidin, pengeluaran karbon dan nitrogen yang berlebih membutuhkan empat reaksi. Deaminasi histidin menghasilkan urokanat. Konversi urokanat menjadi 4-imidazolon-5-propionat, yang dikatalisis oleh urokanase melibatkan penambahan H2O dan oksidasireduksi interna. Reaksi selanjutnya adalah 4-imidazolon-5propionat dihidrolisis menjadi N-formiminoglutamat yang diikuti oleh pemindahan gugus formimino pada karbon alfa ke tetrahidrofolat yang membentuk N5-formiminotetrahidrofolat. Kemudian dengan bantuan enzim glutamat formimino transferase, N5-formiminotetrahidrofolat diubah menjadi L-glutamat dan akhirnya menjadi oksaloasetat dengan bantuan enzim transaminase. Secara umum katabolisme masing-masing asam amino yang digunakan sebagai sumber energi dapat dilihat pada Gambar 6.24. 4.5. Siklus urea Setiap saat makhluk hidup baik manusia maupun binatang mengekskresikan nitrogen dengan pembagian 95% dibuang oleh ginjal dan sisanya sebesar 5% dibuang oleh feses. Jalan utama ekskresei nitrogen adalah sebagi urea yang disintesis dalam hati, dilepas dalam darah dan ditarik oleh ginjal. Terdapat lima tahap reaksi dalam siklus urea. Reaksi pertama adalah sintesis karbomoil fosfat. Kondensasi 1 mol masing-masing ion amonium, karbon dioksida, dan fosfat (yang berasal dari ATP) untuk membentuk karbamoil fosfat dikatalisis oleh karbamoil fosfat sintase, enzim yang terdapat dalam mitokondria hati organisme ureotelik. Dua mol ATP yang dihidrolisis selama reaksi ini 37
menyediakan tenaga penggerak untuk sintesis 2 ikatan kovalen-ikatan amida dan ikatan campuran asam karboksilat-asam fosfat anhidrida dari karbamoil fosfat. Di samping Mg2+, suatu asam dikarboksilat, lebih disukai N-asetilglutamat, dibutuhkan. Peranan tepat Nasetilglutamat tidak diketahui dengan pasti. Kehadirannya menyebabkan banyak perubahan konformasional (penyesuaian bentuk) dalam struktur karbamoil fosfat sintase yang membuka (expose) gugus sulfidril tertentu, menyembunyikan gugus lainnya, dan mempengaruhi afinitas enzim untuk ATP. Reaksi kedua adalah sintesis sitrulin. Pemindahan gugus karbamoil dari karbamoil fosfat ke ornitin, membentuk sitrulin + Pi, dikatalisis oleh L-ornitin transkarbamoilase mitokondria hati. Reaksi sangat spesifik untuk ornitin dan keseimbangan cenderung kuat ke sintesis sitrulin. Reaksi ketiga adalah sintesis argininosuksinat. Dalam reaksi argininosuksinat sintase, aspartat dan sitrulin diikat bersamaan melalui gugus amino aspartat. Reaksi membutuhkan ATP, dan keseimbangan cenderung kuat ke sintesis arginosuksinat. Reaksi keempat adalah pembelahan argininosuksinat menjadi arginin dan fumarat. Pembelahan reversibel arininosuksinat menjadi arginin + fumarat dikatalisis oleh argininosuksinase, suatu enzim hati dan jaringan ginjal. Reaksi berlangsung melalui mekanisme pembuangan trans. Fumarat yang dibentuk dapat dikonversi menjadi oksaloasetat melalui reaksi fumarase dan melat dehidrogenase dan selanjutnya ditransaminasi untuk membentuk kembali (regenerasi) aspartat. Reaksi kelima adalah pembelahan arginin menjadi ornitin dan urea. Reaksi ini menyempurnakan siklus urea dan membentuk kembali (regenerasi ornitin), substrat untuk reaksi 2. Pembelahan hidrolitik gugus guanidino dari arginin dikatalisis oleh arginase, yang terdapat dalam hati semua organisme ureotelik. Dalam jumlah yang lebih kecil, arginase juga terdapat dalam jaringan ginjal, otak, kelenjar mamae, jaringan testikuler dan kulit. Arginase hati mamalia diaktifkan oleh Co2+ atau Mn2+. Ornitin dan lisin merupakan penghambat kuat yang bersaing dengan arginin. 4.6. Kebutuhan dan Defisiensi Protein pada Ternak. Lambung sederhana dari omnivora seperti babi, ayam, dan manusia menerima masukan asam amino spesifik (asam amino 38
esensial) yang berbeda dengan beberapa ternak herbivora non ruminan seperti kuda dan kelinci dapat menggunakan N non protein untuk sintesis asam amino mikroba pada bagian bawah GI tract. Ruminan dewasa seperti sapi dan domba dapat tergantung pada N non protein pakan karena sifat mikroba rumen yang dapat mensintesis asam amino dan protein dari N non protein dan yang kemudian digunakan sebagai sumber protein oleh ruminan. Kekurangan protein (N atau asam mino) mungkin sangat biasa karena banyak bahan pakan sumber energi yang rendah protein dan bahan pakan suplemen protein harganya sangat mahal. Banyaknya kebutuhan protein lebih besar untuk pertumbuhan dibandingkan untuk kebutuhan hidup pokok, disamping itu juga tergantung pada jenis kelamin dimana jantan cenderung mempunyai kebutuhan yang lebih tinggi, selain itu juga karena perbedaan spesies dan genetik. Perbandingan kalori pada protein pakan sangat penting. Banyak binatang cenderung makan untuk mengamankan kebutuhan energi. Pertumbuhan babi dan ayam yang mendapat pakan mengandung level protein yang marjinal dapat menyebabkan defisiensi protein jika density kalori pakan meningkat oleh lemak. Ini terjadi karena pengurangan masukan harian kalori pakan yang tinggi menyediakan ketidakcukupan masukan protein jika persentase protein marjinal. Protein dialihkan untuk energi hanya ketika penyediaan kebutuhan metabolis atau masukan kalori tidak cukup. Tanda-tanda kekurangan protein meliputi anoreksia, penurunan rataan pertumbuhan, penurunan atau ketidakseimbangan N, penurunan efisiensi penggunaan pakan, penurunan konsentrasi protein serum, anemia, akumukasi lemak pada hati, edema, (pada beberapa kasus), penurunan bobot lahir, penurunan produksi susu, dan penurunan sintesis enzim dan hormon tertentu. Defisiensi asam amino esensial individual umumnya menunjukkan tanda-tanda seperti defisiensi protein, karena defisiensi satu asam amino menghalangi sintesis protein pada jalur yang sama yang kekurangan jalur khusus pada rantai menghalangi perpanjangan rantai sintesis. Jadi defisiensi satu asam amino esensial menyebabkan deaminasi kandungan asam amino, kehilangan amonia sebagai urea dan menggunakan rantai karbon sebagai energi. Defisiensi asam amino tertentu memproduksi luka spesifik, seperti contohnya, defisiensi triptopan mengakibatkan katarak mata, defisiensi metionin
39
atau treonin menyebabkan perlemakan hati, defisiensi lisin pada unggas menyebabkan ketidaknormalan bulu. Banyak bahan pakan yang mengalami ketidakcukupan dalam satu atau lebih asam amino untuk pertumbuhan ternak, sebagai contoh, jagung secara khusus defisien lisin dan triptopan. Walaupun demikian, bungkil kedelai yang defisien metionin dan sistin dan tidak akan mendukung pertumbuhan normal apabila diberikan secara individual pada ternak, ketika dicampur dengan jagung akan saling melengkapi kekurangan asam amino masing-masing.
40
BAB 5 VITAMIN DAN METABOLISMENYA 5.1. Klasifikasi vitamin Vitamin diberikan nama abjad sesuai dengan penemuannya. Vitamin diberi nama ketika berhasil diisolasi secara terpisah dan struktur kimianya diidentifikasi. Sembilan senyawa atau golongan senyawa yang berhubungan erat dianggap sebagai vitamin untuk nutrisi hewan. Walaupun struktur kimia dan fungsi biokimia sangat heterogen, vitamin secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua golongan, golongan pertama yaitu vitamin yang larut dalam lemak atau diserap dengan lemak yang terdiri dari vitamin A, D, E dan K. Golongan kedua adalah vitamin yang larut dalam air atau diserap dengan air, yang terdiri dari vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), B5 (asam pantotenat), B6 (piridoksin), B12 (kobalamin), niasin (asam nikotinat), asam folat (asam pteroilglutamat) dan C. Vitamin-vitamin yang larut dalam air berfungsi sebagai enzim dalam berbagai reaksi metabolis tertentu. Sifat-sifat umum vitamin ini adalah : molekul tidak hanya tersusun atas unsur C, H dan O, molekul polar sehingga larut dalam air, tidak mempunyai provitamin, terdapat disemua jaringan, berfungsi sebagai prekursor enzim-enzim, tidak disimpan secara khusus dalam tubuh. Vitamin ini akan diekskresikan dalam urin bila kadar serumnya melebihi saturasi jaringan (yang selanjutnya mencerminkan pengikatan kofaktor vitamin ke enzim dan protein transport). Vitamin ini relatif lebih stabil, tetapi dalam kondisi temperatur tinggi menyebabkan tidak stabil. Karena vitamin yang laarut dalam air yang diambil berlebihan biasanya diekskresi, vitamin yaang larut dalam air biasanya tidak toksik. Semua vitamin yang larut dalam air, kecuali kobalamin (vitamin B12) dapat disintesis oleh tumbuh-tumbuhan dan oleh karena itu terdapat pada kacang-kacangan, biji-bijian, sayuran berdaun hijau dan ragi. Vitamin-vitamin yang larut dalam lemak, yaitu A, D, E dan K, tampaknya dibutuhkan oleh semua jenis ternak. Seperti dinyatakan dari namanya, vitamin yang larut dalam lemak adalah molekulmolekul apolar hidrofobik, yang kesemuanya merupakan derivat isopren. Sifat-sifat umum vitamin yang larut dalam lemak adalah : hanya terdapat di sebagain jaringan, terdiri dari unsur C, H dan O, mempunyai bentuk prekursor (provitamin), ikut menyusun struktur 41
jaringan tubuh, diserap bersama lemak, disimpan bersama lemak dalam tubuh, diekskresi melalui feses dan kalau bercampur dengan vitamin B menjadi kurang stabil serta dipengaruhi oleh cahaya dan oksidasiKecuali vitamin E yang mempunyai sifat broad spectrum, lipid oxidant, maka vitamin-vitamin A, D dan K mempunyai sifat aktifitas individual. Kelompok vitamin ini mudah ditimbun kecuali vitamin E. Semuanya diperlakukan oleh sistem gastrointestinal dengan cara yang sama seperti lemak makanan. Umumnya, vitamin yang larut dalam lemak memerlukan absorpsi lemak normal untuk ikut diserap. Sekali diserap, vitamin yang larut dalam lemak ditarnsport ke hati dalam chylomicron dan disimpan dalam hati (vitamin A, D dan K) ataupun dalam jaringan adiposa (vitamin E) dalam berbagai jangka waktu. Vitamin-vitamin ini diangkut dalam darah oleh lipoprotein atau protein pengikat spesifik, karena tidak langsung larut dalam air plasma, seperti halnya vitamin yaang larut dalam air. Karena itu vitamin yang larut dalam lemak tidak diekskresikan dalam urin tetapi lebih mungkin ditemukan dalam empedu dan dengan demikian diekskresikan dalam feses. Karena mudah disimpan terutama A dan D maka dua vitaamin ini relatif mudah mengalami toksisitas. 5.2. Kegunaan, Sumber dan Defisiensi Vitamin 5.2.1. Vitamin B1 (Tiamin) Vitamin B1 terdiri dari satu substitusi pirimidin yang terikat melalui ikatan metilen pada satu substitusi tiasol. Sifat umum vitamin B1 adalah stabil dalam pH sedikit asam, rusak dalam pH alkalis, rusak dalam larutan mineral, larut dalam air dan alkohol 70 persen dan rusak oleh panas. Tiamin banyak terdapat dalam daging, bagian luar biji-bijian (oleh karena itu beras merah mempunyai nilai gizi tiamin lebih baik daripada beras putih), kacang-kacangan dan hasil ikutannya, bungkil kacang kedelai, bungkil kacang tanah, tepung alfalfa dan ragi. Pada ikan mentah terdapat kandungan tiaminase yang dapat memecah tiamin menjadi dua gugus pirimidin dan pikolin sehingga tiamin menjadi inaktif. Sumber tiamin yang penting adalah kacangkacangan dan hasil ikutannya, bungkil kedelai, bungkil kacang tanah dan tepung alfalfa. Defisiensi tiamin akan menyebabkan reaksi-reaksi metabolisme terutama metabolisme piruvat terganggu yang 42
menyebabkan sumber energi pada sel. Apabila sel tubuh unggas kekurangan energi akan menyebabkan gangguan syaraf dan pelebaran otot-otot jantung yang sensitif apabila kekurangan energi. Kurang berfungsinya otot jantung dapaat menyebabkan menurunnya siklus Krebs dan diikuti menurunnya ATP untuk kontraksi jantung, naiknya katekolamin (norepinefrin dan epinefrin) dan asetilkolin yang bersifat kardiotoksik. Akumulasi asam piruvat dan asam laktat di dalam darah dan jaringan oleh defisiensi tiamin menyebabkan iritabilitas, hilangnya nafsu makan, fatique, degenerasi selaput myelin dari serabut syaraf, melemahnya otot jantung dan gangguan-gangguan gastrointestinal, polyneuritis gallinarum, anorexia, kehilangan bobot badang, kaki lemah dan blue comb. Defisensi tiamin dapat menyebabkan timbulnya polineuritis pada unggas. Defisiensi kronis menyebabkan star grazing dan atrophy. 5.2.2. Vitamin B2 (Riboflavin) Vitamin B2 terdiri dari struktur heterosiklik yang terikat dengan ribitol. Riboflavin membentuk suatu gugus protetik untuk enzim flavoprotein yang diperlukan untuk reaksi oksidasi dalam metabolisme seluler yang normal. Struktur cincin berkonyugasi, karena itu riboflavin merupakan pigmen yang berwarna dan berfluoresensi. Fungsi utama riboflavin adalah untuk proses oksidasi-reduksi dalam jaringan. Beberapa contoh keterlibatan riboflavin antara lain pada oksidasi asam amino (L atau D asam amino-oksidase). Reaksi ini disebut juga O2-linked. Contoh lain adalah reaksi dehidrolipoate dehidrogenase. Enzim flavin ini ikut berperan dalam reaksi dehidrogenase dimana NAD dan NADP sebagai akseptor atom H, jadi bukan atom O2. Contoh lainnya lagi adalah enzim flavin. Enzim ini berperan dalam transport elektron, sebagai akseptor elektron adalah sitokrom. Sumber riboflavin yang penting adalah susu, sayur-sayuraan, yeast, daging dan kacang-kacangan. Sumber-sumber riboflavin potensial lainnya adalah ragi, produk-produk susu, hati, ikan dan hijauan pada sayuran dan bakteri autrotof. Riboflavin sangat berperan untuk fungsi normalnya jaringanjaringan yang berasal dari ektoderm seperti kulit, mata dan syaraf. Riboflavin juga mencegah senilyti. Tanda-tanda defisiensi riboflavin
43
mencakup rontoknya rambut, "lesion" pada kulit, muntah, diare dan gangguan mata. 5.2.3. Vitamin B5 (Asam pantotenat) Asam pantotenat adalah suatu amida dari asam pantoat dan β alanin. Asam pantotenat merupakan bagian dari koenzim A, yang berperan dalam transfer gugus asetil. Hal ini terjadi dalam asetilasi kolin hingga terbentuk asetilkolin, serta dalam asetilasi dari piruvat dekarboksilat untuk membentuk asetilkolin A dalam siklus Krebs. Koenzim A juga berperan dalam degradasi asam-asam lemak menjadi asetil CoA. Sumber asam pantotenat adalah biji-bijian, yeast, hati dan telur. Defisiensi asam pantotenat berkaitan dengan gejala dermatitis, terhambatnya pertumbuhan, rontoknya rambut, memutihnya rambut, serta "lesion" pada berbagai organ, degenerasi testis, ulcus duodenum, abnormal fetus yang kesemuanya disebabkan oleh oksidasi lemak dan karbohidrat yang tidak berjalan sempurna. 5.2.4. Vitamin B6 (Piridoksin) Vitamin B6 terdiri dari tiga derivat piridin alam yang berhubungan erat, yaitu : piridoksin, piridoksal dan piridoksamin. Perbedan dari ketiga zat tersebut adalah pada rantai C nomor 4. Rantai basis dari zat-zat tersebut adalah piridin. Ketiganya sama aktif sebagai pra zat koenzim piridoksal fosfat. Piridoksin berperan penting dalam metabolisme protein dimana pyridoxial fosfat merupakan suatu konensium untuk berbagai reaksi kimia yang berkaitan dengan metabolisme protein dan asam amino, seperti transaminasi dan dekarboksilasi. Bentuk piridoksal dan piridoksamin biasanyaa terdapat dalam produk-produk hewani, sedangkan piridoksin terdapat dalam produk-produk tanaman. Sumber vitamin B6 adalah daging, hati dan tanaman berdaun hijau. Peranan dari koenzim adalah untuk metabolisme asam amino, oleh sebab itu apabila kekeurangan piridoksin akan terjadi gangguan metabolisme protein. Vitamin B6 berguna bagi pencegahan dermatitis, dan gejala-gejala kerusakan syaraf pusat. Pembentukan asam nikotinat dari triptofan tergantung pada piridoksal fosfat sebagai koenzim. Karena itu penyakit pellagra seringkali disertai defisiensi piridoksin. Defisiensi piridoksin jarang terjadi. Defisiensi piridoksin
44
dapat menyebabkan pertumbuhan yang terhambat, dermatitis, kepekaan abnormal, kepala tertarik ke belakang, produksi telur dan daya tetas menurun serta anemia. 5.2.5. Vitamin B12 (Kobalamin) Kobalamin adalah vitamin yang mengandung kobalt yang berada dalam bentuk derivat "cyanide" yaitu "cyanocobalamin". Kobalamin mempunyai gugus nukleotida yang disambung dengan porfirin lewat gugus fosfat dan amino-propanol. Gugus cyanide dapat diganti dengan gugus hidroksil (B12a) atau hidrokobalamin dan juga gugus nitrit (B12c) atau nitrokobalamin. Sianokobalamin berbentuk kristal padat berwarna merah hitam dan merupakan bentuk yang paling stabil, tetapi larut dalam air, tahan panas, mudah rusak karena sinaar matahari, oksidasi dan proses reduksi. Vitamin B12 berfungsi dalam sintesa protein dan dalam metabolisme asam nukleat serta senyawa-senyawa yang mengandung satu atom C. Peranan tersebut dalam bentuk metil-malonil CoA isomerase. Enzim ini berperan dalam mengubah metil-malonil CoA menjadi suksinil CoA yang berfungsi dalam siklus Krebs. Peranan lainnya adalah sebagai enzim L-homosistein metilating. Enzim ini berisi koenzim metil kobalamin yaang bersama-sama folacin mengubah L-homosistein menjadi L-metionin. Donasi metil ini diberikan oleh 5-metil THF dengan harus adanya vitaamin B12. Vitamin B12 banyak terdapat pada produk-produk hewan dan dalam rumen ruminansia serta jaringan organ.. Vitamin B12 dibutuhkan relatif sedikit oleh unggas. Protein dalam ransum akan meningkatkan kebutuhan vitamin B12. Kebutuhan vitamin B12 juga tergantung pada level kolin, metionin dan asam folat dalam ransum dan akan berinterelasi dengan asam askorbaat dalam metabolisme tubuh. Substitusi isokalori lemak dengan glukosa juga menekan vitamin B12 yang ditambahkan. Ini mengindikasikan bahwa vitamin B12 penting pada metabolisme energi. Vitamin B12 berperan penting dalam pembentukan darah merah. Defisiensi kobalamin menyebabkan anemia karena sel-sel darah merah yang tidak dapat masak. Defisiensi vitamin ini juga dapat menyebabkan demyelinasi serta degenerasi yang irresersibel dari korde spinal, inkoordinasi anggota badan (posterior), pertumbuhan lambat, mortalitas meningkat, vitabilitas menurun dan daya tetas telur menurun. 45
5.2.6. Biotin Biotin adalah derivat imidazol yang banyak terdapat dalam bahan makanan alam. Vitamin ini berwarna putih, stabil terhadap panas, mengandung sulfur dan asam valerat, larut dalam air dan 95% etanol, mudah rusak oleh asam dan basa kuat dan mengalami dekomposisi pada temperatur 230 - 232oC. Dalam metabolisme, biotin berperan sebagai fiksasi CO2 yang selanjutnya ditransfer substrat yang lain. Karboksibiotin adalah biotin yang berikatan dengan CO2 di mana gugus karboksil bertaut pada gugus N biotin. Pembentukan karboksibiotin memerlukan ATP. Reaksi penerimaan CO2 dan pemberian CO2 bersifat bolak-balik atau reversibel. Sumber biotin adalah hati, yeast, kacang tanah, telur, tanaman berdaun hijau, jagung, gandum, biji-bijian laainnya dan ikan. Defisiensi biotin dapat menyebabkan rontoknya rambut, turunnya berat badan dan pada ayam meningkatnya kematian serta terjadinya perubahan-perubahan skeletal pada anak-anak ayam. Defisensi ini juga menyebabkan dermatitis pada kaki lalu paruh dan mata. Yang paling sering terkena adalah ayam broiler yaitu terjadinya sindrom liver fatty (FLKS atau Fatty Liver and Kidney Syndrome). Kejadian ini disebabkan karena kurang aktifnya pirivat dikarboksilase yang berperan dalam glukoneogenesis (jadi pembentukan glukosa dari piruvat terhambat). 5.2.7. Niacin (asam nikotinat) Niasin adalah suatu derivat piridin yang merupakan komponen tidak toksik dari nikotin. Niasin merupakan bagian dari NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), juga dikenal dengan nama koenzim I. Niacin juga merupakan bagian dari molekul NADP, yang juga dikenal dengan nama koenzim II. Koenzim berperan dalam respirasi seluler, bersama-sama dengan flavoprotein. Niacin juga berperan dalam metabolisme serta absorpsi karbohidrat. Sumber niacin yang potensial adalah hati, jantung, ginjal, dari hewan mamalia dan produk tumbuhan berupa dedak padi ataupun gandum, biji bunga matahari dan kacang tanah, suplemen protein, moise, mollases, dan meal. Dengan kata lain sumber utama niasin adalah makanan yang mengandung triptofan. Perlu menjadi catatan, jagung sebagai bahan pakan utama unggas dapat menyebabkan sindrom defisiensi niasin yang disebut dengan pellagra. 46
Problem defisiensi niacin pada awalnya ditandai oleh problem gastrointestinal dan kelemahan otot, black tongue, pembengkakan lidah, diare, dimensia dan dermatitis. Apabila terjadi defisiensi triptofan berarti juga terjadi defisiensi niasin (defisiensi ganda). Asam nikotinat dalam dosis tinggi dapat menimbulkan pellagra yang ditandai oleh kulit kemerahan (skin flushing), gatal-gatal (pruritus) dan gangguan pencernaan dan juga telah menunjukkan kegunaan untuk menurunkan kadar kolesterol serum oleh mekanisme yang tidak dimengerti. Gejaala ini disebut pula dengan 3D-4D yaitu dermatitis, diare, depresi atau dementia, dan kaadang-kadang Death. 5.2.8. Asam folat (asam "pteroylglutamic") Asam folat terdiri dari pteridin heterosiklik, asam paraaminobenzoat (PABA) dan asam glutamat. Kristal asam folat berwarna kuning, sedikit larut dalam air dan tidak stabil pada laarutan lemak. Vitamin ini daya kerjanya dihambat (antagonis) dengan 4amino-pteroylglutamic acid atau disebut aminopteri 4-NH2FH4 dan metohtrexate. Asam folat termasuk dalam golongan zat yang disebut pterin. Asam folat terdiri atas tiga gugus yaitu pterin, p-aamino benzoic acid (PABA) dan asam glutamat. Sumber asam folat sudah tersedia dan terdistribusi di alam, pada hewan, tumbuhan dan mikroorgaanisme. Sumber-sumber asam folat yang potensial adalah daging, sayuran, terutama daun-daun hijau. Defisiensi asam folat berkaitan dengan problem dalam pembentukan darah, seperti halnya dalam reproduksi seluler, terhambatnya pertumbuhan, pigmen bulu terganggu, pertumbuhan bulu terhambat, produksi telur dan daya tetas menurun, gangguan embrio dalam telur serta anemia merupakan pengaruh utama dari defisiensi asam folat. 5.2.9. Vitamin C (Asam askorbat) Vitamin C mempunyai dua bentuk, yaitu bentuk oksidasi (bentuk dehydro) dan bentuk reduksi. Kedua bentuk ini mempunyai aktivitas biologi. Dalam makanan bentuk reduksi yang terbanyak. Bentuk dehydro dapat terus teroksidasi menjadi diketogulonic acid yang inaktif. Keadaan vitamin C inaktif ini sering terjadi pada proses pemanasan. Dalam suasana asam vitamin ini lebih stabil daripada dalam basa yang menjadi inaktif. Formula vitamin C mirip dengan glukosa. 47
Vitamin C bukanlah merupakan bagian dari salah satu koenzim yang dikenal. Sebaliknya asam askorbat berperan dalam sintesa kolagen, yang merupakan protein struktural dari jaringan ikat. Struktur asam askorbat mirip dengan struktur monosakarida tetapi mengandung gugus enediol dari mana pembuangan hidrogen terjadi untuk menghasilkan dehidroaskorbat. Dehidroaskorbat dihasilkan secara spontan dari vitamin C oleh oksidasi udara, tetapi kedua bentuk secara fisiologis aktif dan ditemukan dalam cairan tubuh. Vitamin C berperan sebagai transport elektron (sistem redoks), enzim-enzim yang berperan dalam elektron transport adalah ascorbic acid oksidase, cytochrome oxidase, flavin transhydrogenase. Ada yang menyebutkan bahwa pada jaringan hewan tidak terjadi proses oksidasi dengan vitamin C sebagai kaatalis respiratori, karena pada hewan tidak ada enzim dehydro ascorbate reductase dan ascorbate oxidase. Vitamin C juga berperan dalam metabolisme tirosin yaitu berperan dalam enzim β-hydroxy phenyl pyruvic acid oxidase sebagai katalisator perubahan p-OH phenylpyruvic menjadi homogentisic acid. Sumber-sumber asam folat yang potensial adalah daging, sayuran, terutama daun-daun hijau. Beberapa tanaman serta hewan termasuk unggas dapat mensintesa vitamin C. Semua spesies ayam dapat mensintesis vitamin C (AsAc) di dalam ginjal. Defisiensi vitamin C dapat menyebabkan "scurvy". Gejala ini berkaitan dengan kebutuhan vitamin C guna sintesa kolagen. Oleh karena itu, patologinya akan berkaitan dengan melemahnya pembuluh darah dan kapiler bed (yang cenderung menimbulkan perdarahan), ulserari dan lambatnya penyembuhan luka, serta perubahan-perubahan pada gigi dan gusi. Pertumbuhan tulang terhambat dan lambatnya kesembuhan keretakan tulang. Vitaamin C hanya dibutuhkan oleh manusia, monyet dan marmut dan tidak berperan penting bagi unggas. 5.2.10. Vitamin A (antixeroptalmia) Vitamin A adalah nama generik yang menunjukkan semua senyawa selain karotenoid yang memperlihatkan aktivitas biologik retinol. Vitamin A adalah suatu alkohol biokimia, suatu retinol, dan terdapat sebagai vitamin A1, di dalam hewan vertebrata tingkat tinggi dan ikan dari air asin (laut), sedangkan vitamin A2 terutama terdapat
48
pada ikan-ikan air tawar. Pada produk hewan, vitamin A makanan terdapat sebagai asam lemak berantai panjang atau ester retinol. Setiap ternak perlu vitamin A. Sumber dari nabati tidak mempunyai vitamin A tetapi mempunyai provitamin A (karoten). Karoten dapat menjadi aktif dalam tubuh menjadi vitamin A. Vitamin ini dikenal sebagai rethinol. Vitamin A terdapat dalam bentuk vitamin A asetat (retinil asetat), vitamin A alkohol (retinol), vitamin A aldehid (retinal) dan vitamin A asam (asam retionil). Retinol yang diserap mengalami reesterifikasi dengan asam lemak jenuh berantai panjang, diinkoporasi ke dalam chylomicron pembuluh limfa dan kemudian memasuki aliran darah. Vitamin A bersifat esensial dalam pembentukan pigmen retinal yang dibutuhkan bagi penglihatan. Di samping itu vitamin A juga penting untuk pertumbuhan normal, terutama jaringan epitel dan tulang. Fungsi lain dari vitamin A adalah memelihara organ pernafasan, pencernaan, urogenitalia, ginjal dan mata, mencegah ataxia hebat pada ayam muda, pertumbuhan, memelihara membran mucus yang normal, reproduksi, pertumbuhan matriks tulang yang baik dan tekanan cerebrospiral yang normal. Defisiensi vitamin A menyebabkan penyakit buta malam (night blindness nyctalopia), degenerasi epitel, kornifikasi yang berlebihan atas epitel squamous berstrata, serta meningkatnya kepekaan terhadap infeksi karena fungsi yang abnormal dari adrenal korteks, kurus, lemah, penurunan produksi, penurunan daya tetas, peningkatan kematian embrio, xeropthalmia. 5.2.11. Vitamin D (anti rakhitis) Vitamin D merupakan prohormon jenis sterol yang sah. Vitamin D adalah istilah umum untuk derivat-derivat sterol yang larut dalam lemak dan aktif dalam mencegah rakhitis. Sifat umum dari vitamin D adalah larut dalam lemak dan lebih tahan terhadap oksidasi daripada vitamin A. Vitamin D terdiri dari vitamin D2 dan D3. Vitamin D3 mempunyai tiga peran pokok, yaitu : meningkatkan absorpsi kalsium di usus halus, memungkinkan resorpsi kalsium dari tulang, dan meningkatkan ekskresi fosfat dari ginjal. Bersama-sama dengan hormon paratiroid, hasil dari aktivitas vitamin D adalah berupa peningkatan kadar kalsium dalam darah. Sebelum vitamin D3 efektif, haruslah terlebih dahulu diaktifkan. Sebagiannya diaktifkan di dalam hati, melalui konversinya 49
menjadi 25-hidroksikalsiferol (dengan hidroksilasi). Ini lalu diangkut ke ginjal, untuk hidroksilasi berikutnya menjadi 1, 25hidroksikalsiferol. Dalam bentuk inilah vitamin ini sepenuhnya aktif. Di dalam darah, bentuk yang aktif tersebut bekerja pada sel dari mukosa usus hingga terjadi sintesa suatu mRNA yang spesifik, mRNA itu lalu menyebabkan diproduksinya protein pembawa kalsium dari usus. Oleh karena itu vitamin D memudahkan absorpsi kalsium dan kemudian tentunya memperlancar kalsifikasi tulang. Defisiensi vitamin D menyebabkan timbulnya rickets pada tulang karena kekurangan kalsium. Keadaan ini dapat menimbulkan pembengkakan sendi, kaki yang melengkung dan sebagainya. Seperti halnya vitamin A, vitamin D diekskresikan dari tubuh secara amat perlahan, melalui empedu, eleh karena itu apabila terlalu banyak dimakan dapat menimbulkan keracunan. Kadar vitamin D yang tinggi di dalam darah mempengaruhi metabolisme kalsium, hingga dapat terjadi problem neurologik, serta terjadinya deposisi kalsium pada jaringan-jaringan lunak. Hal ini dapat terjadi apabila keadaan berlangsung lama. 5.2.12. Vitamin E (tokoferol) Vitamin E (tokoferol) adalah minyak yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan, khususnya benih gandum, beras dan biji kapas. Susunan kimia vitamin E terdiri dari nukleus chroman dan rantai samping isoprenoid. Sifat umum vitamin E adalah tahan panas, mudah dioksidasikan dan rusak apabila terdapat dalam lemak tengik. Terdapat tiga jenis vitamin E, yaitu tokoferol. Perbedanya terletak pada gugus R1, R2 dan R3. α-tokoferol adalah bentuk vitamin E yang paling aktif atau paling efektif, sedang efektivitasnya sebagai antioksidan berturut-turut dari γ, β dan α. Vitamin E berperan sebagai kofaktor untuk sitokrom reduktase pada otot rangka dan otot jantung. Vitamin E juga berfungsi sebagai anti oksidan, yaitu mencegah oto oksidasi pada asam-asam lemak tak jenuh serta menghambat timbulnya peroksidasi dari lipida pada membran sel. Selain itu juga berfungsi dalam reaksi fosforilasi, metabolisme asam nukleat, sintesis asam askorbat dan sintesis ubiquinon, reproduksi, mencegah encephalomalasia dan distorsi otot. Vitamin E terdapat di alam yaitu pada lemak dan minyak hewan atau tanaman terutama bagian kecambah gandum, telur, dan
50
colustrum susu sapi. Defisiensi vitamin E dapat menyebabkan degenerasi epitel germinal pada hewan jantan serta resorpsi embrio pada hewan betina (pada mamalia) yang tergantung pada vitamin E. 5.2.13. Vitamin K Vitamin K disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme. Dalam tanaman, sintesis tersebut terjadi pada daun hijau dan proses tersebut terjadi dengan pertolongan sinar matahari. Vitamin K adalah substitusi poliisoprenoid naftokuinon. Vitamin K adalah vitamin untuk pembekuan darah. Vitamin K penting untuk pembentukan protrombin (faktor II), serta tissue thromboplastin (faktor VII), plasma thromboplastin (faktor IX) dan stuart factor (faktor XX) yang bersifat esensial untuk pembekuan darah. Vitamin K penting untuk sintesa empat macam protein darah yang ada hubungannya dengan pembekuan darah yaitu : prothrombin, plasma thromboplastin, prokovertin dan faktor Stuart. Pada proses pembekuan darah fungsi vitamin K adalah menstimulir proteombin menjadi thrombin. Langkah berikutnya adalah thrombin menstimulir fibrinogen dalam plasma darah menjadi fibrin. Fibrin inilah yang berperan dalam pembekuan darah. Vitamin K terdiri dari vitamin K1 (filloquinon) yang berasal dari nabati., vitamin K2 (menaquinon) yang berasal dari hewani. Vitamin K3 (menadion) adalah bentuk aktif vitamin K dalam tubuh. Vitamin K dalam bentuk "farnoquinon" dibuat oleh mikroorganisme di dalam saluran cerna. Sifat dari vitamin K adalah sedikit larut dalam air, tahan panas, tahan oksidasi dan tidak tahan radiasi matahari. Bentuk-bentuk vitamin K dan sumber alamnya dapat dilihat pada Tabel 4.15. Sumber vitamin K adalah hijauan, jaringan hewan, tepung ikan yang sedang membusuk terutama berasal dari bakteri baccillus brevis, mycobacterium tuberculosis, baccilus subtilis dan lactobacillus casei, bakteri saecina lutea, escherachia coli, proteus vulgaris dan chromatium vinosum dan bakteri pseudomas pyocyanea dan corynebacterium tuberculosis. Defisiensi vitamin K dapat menyebabkan timbulnya perdarahan karena darah yang sulit membeku, anemia dan perkembangan tulang hipoplastis. Terdapat keracunan potensial dari dosis tinggi vitamin K, khususnya menadion dapat menyebabkan hemolisis dan memperberat hiperbilirubinemia. 51
BAB 6 MINERAL DAN METABOLISMENYA 6.1. Klasifikasi Mineral Pengelompokan mineral-mineral yang dianggap esensial bagi ternak dibagi menjadi tiga, yaitu mineral makro yang dibutuhkan dalam jumlah yang relatif banyak dan karenanya sangat esensial, mineral mikro yang dibagi menjadi dua yaitu esensial dan kemungkinan esensial bagi ternak karena kebutuhannya hanya sedikit dan mineral trace yang dibagi menjadi dua yaitu kemungkinan esnsial dan yang fungsinya belum pasti karena mungkin dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Mineral yang dibutuhkan hanya dalam jumlah kecil, apabila termakan dalam jumlah besar dapat bersifat racun. Klasifikasi mineral esensial dapat dilihat pada Tabel 6.1. Tabel 6.1. Klasifikasi mineral esensial No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Mineral makro Kalsium (Ca) Fosfor (P) Kalium (K) Natrium (Na) Klorida (Cl) Magnesium (Mg) Sulfur (S)
Mineral mikro Zink (Zn) Kobalt (Co) Tembaga (Cu) Yodium (I) Besi (Fe) Mangan (Mn) Molibdenum Mo) Selenium (Se) Cadmium (Cd)* Sr* Fluorin (F)* Nikel (Ni)* Kromium (Cr)
Mineral trace Silikon (Si)* Vanadium (V)* Aluminium (Al)* Perak (Ag)** Lithium (Li)** Barium (Ba)**
Keterangan : * Mungkin esensial ** Fungsi belum pasti Secara umum peranan mineral adalah memelihara kondisi ionik dalam tubuh, memelihara keseimbangan asam basa tubuh dalam hal ini tergantung pada ion Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, PO43- dan SO43- . Contoh mekanisme kebasaannya adalah : Na laktat Na+ + laktat52
H20 H+ + OHLaktat- + H+ asam laktat Asam laktat CO2 + H2O Na-laktat Na+ + OH- + CO2 Sehingga terjadi akumulasi Na+ dan OH-, sementara CO2 terbuang lewat pernafasan. Contoh bahan makanan yang bersifat alkali adalah buah-buahan, sayur-sayuran, kacang-kacangan dan air susu. Sementara contoh mekanisme keasaman adalah : NH4Cl NH4+ + Cl+ NH4 membentuk urea. Urea keluar melalui urin sementara Cl terakumulasi. Contoh bahan makanan yang berefek asam adalah daging, telur dan serealia. Peranan mineral lain adalah memelihara tekanan osmotik cairan tubuh, menjaga kepekaan otot dan syaraf dengan cara berperan dalam tiga lokasi, yaitu syarafnya pada penghantaran stimuli (Na+ dan K-), padaa neuro muskuler (Mg+) dan pada otot dengan mempengaruhi kontraksinya (Ca++). Selain itu mineral juga berperan mengatur transport zat makanan dalam sel, mengatur permeabilitas membran sel dan kofaktor enzim serta mengatur metabolisme. 6.2. Kegunaan, Sumber dan Defisiensi Mineral 6.2.1. Kalsium Kalsium erat sekali dengan pembentukan tulang. Sumber utama kebutuhan segera tulang baru, terdapat dalam cairan tubuh dan sel. Kalsium juga sangat penting untuk mengatur sejumlah besar aktivitas sel yang vital, fungsi syaraf dan otot, kerja hormon, pembekuan darah, motilitas seluler dan khusus pada ayam petelur berguna untuk pembentukan kerabang telur. Sumber mineral kalsium terutama berasal dari hewan dan sintetis yaitu feeding bone meal, bone meal (steamed), bone char, tricalsium fosfat, dikalsium, monokalsium, ground limestone dan kalsium karbonat. Sumber lainnya adalah susu yaang mengandung lebih dari 115 mg persen. Padi-padian umumnya rendah kalsium. Tepung gandum putih mengandung kira-kira 20 mg. Beras mengandung kurang lebih 6 mg kalsium per 100g. daging umumnya merupakan sumber yang miskin akan kalsium dan hanya mengandung 10 - 15 mg persen. Sayuran umumnya merupakan sumber kalsium yang kurang baik.
53
Kerja kalsium tampaknya melalui reseptor protein intrasel (kalmodulin) yang mengikat ion-ion kalsium bila konsentrasinya mengikat sebagai respon terhadap stimulus. Bila kalsium terikat pada kaalmodulin maka dapat mengatur aktivitas sejumlah besar enzim, termasuk berperan dalam metabolisme siklik nukleotida, fosforilasi protein, fungsi sekresi, kontrsksi otot, penyususnan mikrotubuli, metabolisme glikogen, dan pengaliran kalsium. Gejala defisiensi kalsium adalah tetani, gangguan otot dan syaraf yang berhubungan. Gejala-gejala ini terjadi paling sering aakibaat defisiensi vitamin D, hipoparatiroidisme, atau insufisiensi ginjal, tetapi kekurangan kalsium juga sebagai salaah satu penyebabnya. Gejala yang lain adalah osteoporosis dan ricketsia. 6.2.2. Fosfor Fosfor berfungsi sebagai pembentuk tulang, persenyawaan organik, metabolisme energi, karbohidarat, asam amino dan lemak, tarnsportasi asam lemak dan baagian koenzim. Sehingga fosfor sebagai fosfat memainkan peranan penting dalam struktur dan fungsi semua sel hidup. Karena itu, kekurangan fosfor akibat defisiensi makanan biasa tidak terjadi. Fosfat terdapat dalam sel sel sebagai ion bebas pada konsentrasi beberapa miliekuivalen per liter dan juga merupakan bagian penting asam-asam nukleat, nukleotida dan beberapa protein. Dalam ruang ekstraseluler, fosfat bersirkulasi sebagai ion bebas dan terdapat sebagai hidroksiapatit, komponen utama dari tulang. Semua sel mempunyai mempunyai enzim-enzim yang dapat menguikatkaan fosfat dalam ikatan ester atau anhidrida asam ke molekul-molekul lain. Sumber fosfor terutama berasal dari hewan dan sumber sintetis seperti bone meal, rock phosphat, dan difluprinated rock phosphat. Sumber fosfor lainnya adalah susu yang merupakan sumber penting dengan kandunga 93 mg persen. Beras giling mengandung fosfor sebanyak 140 mg persen. Daging dan ikan mengandung fosfosr sebanyak 100 - 200 mg persen. Fosfat bebas diabsorpsi dalam jejenum bagian tengah dan masuk aliran darah melalui sirkulasi portal dan berlangsung dengan pengankutan aktif yang membutuhkan natrium maupun secar difusi. Pengaturan absorpsi fosfat diatur oleh 1α,25-dehidroksikalsiferol. Fosfat ikut serta dalam siklus pengaturan derivat aktif vitamin D3.
54
Bila kadar fosfat serum rendah, pembentukan 1,25dehidroksikalsiferol dalam tubulus renalis dirangsang yang menyebabkan absorpsi fosfat dari usus. Defisiensi fosfat terjadi akibat berkurangnya absorpsi dari usus dan pembuangan berlebihan dari ginjal. Penyebab utama hipofosfatemia adalah ketidaknormalan fungsi tubuli ginjal yang mengakibatkan penurunan reabsorpsi fosfat. Defisiensi fosfat berakibat ricketsia, dan pertumbuhan terhambat, selain itu juga terdapat kelainan padaa eritrosit, leukosit dan trombosit pada hati. Keracunan fosfat jarang sekali terjadi kecuali bila kegagalan ginjal akut atau kronis menghambat ekskresi fosfat. 6.2.3. Natrium Natrium adalah kation Na+ utama cairan ekstrasel dan sebagian besar berhubungan dengan klorida dan bikarbonat dalam pengaturan keseimbangan asam basa. Ion natrium juga penting dalam mempertahankan tekanan osmotik cairan tubuh dan dengan demikian melindungi tubuh terhadap kehilangan cairan yang berlebihan. Pada bagian empedu, ion natrium dan kalium berfungsi untuk mengemulsi lemak. Walaupun ion natrium banyak ditemukan dalam bahan makanan, sumber utama dalam makanan adalah garam dapur (NaCl). Pengaturan konsentrasi natrium dan/atau kadaar natrium dalam tubuh melibatkan dua proses utama, yaitu kontrol terhadap pengeluaran natrium oleh tubuh dan kontrol terhadap masukan natrium. Konsentrasi natrium di dalam caairan ekstraseluler diusahakan agar relatif konstan dengan suatu mekanisme rumit yang melibatkan kecepatan penyaringan glomerulus ginjal, sel-sel peralatan juxtaglomerulus ginjal, sistem renin-angiotensin-aldosteron, sistem syaraf simpatis, konsentrasi katekolamin, natrium dan kalium di dalam peredaran darah, faktor ketidaa dan tekanan darah. Pengangkutan natrium melalui dinding epitel usus nampaknya tergantung pada suatu sistem "pompa" dan "rembesan" pasif yang terdapat pada membran pembatas daari sel-sel tersebut. Pada duodenum dan jejunum, NaCl berpindah dari daarah ke usus bila cairan hipotonik memasuki darah. Pada ileum, absorpsi NaCl terjadi dari larutan hipotonik. Glukosa di dalam cairan luminal meningkatkan absorpsi natrium di dalam jejunum. Walaupun ion natrium ekstravaskuler berada dalam keseimbangan dengan ion natrium intravaskuler (plasma), konsentrasi 55
natrium intravaskuler mungkin tidak menggambarkan jumlah total natrium dalam tubuh. Sehingga apabila ternak mempunyai ion natrium serum yang rendah (hiponatremia) mungkin tidak kekurangan ion natrium tubuh, tetapi bahkan mungkin kelebihan air intravaskuler (da mungkin ekstravaskuler). Hal yang sama peningkatan ion natrium serum dapat terjadi pada kandungan ion natrium yang rendah atau normal bila terdapat kehilangan air (dehidrasi). Pada penyakit ginjal, kemampuan menghemat ion natrium seringkaali hilang dan terjadi gaangguan keseimbangan natrium, klorida, kaalium dan air yang parah. Defisiensi natrium menyebabkan tulang lunak, hipertropi adrenal dan mengurangi penggunaan protein dan energi. 6.2.4. Kalium Kalium adalah unsur teringan yaang mengandung isotop radioaktif aalami. Secara umum fungsi dari kalium adalah metabolisme normal, memelihara volume cairan tubuh. Konsentrasi pH, hubungan tekanan osmotik, mengaktifkan enzim intraseluler dan pada empede bekerja samaa dengan natrium berfungsi untuk mengemulsikan lemak. Kalium adalah kation (K+) utama cairan intarsel. Dengan demikian, sumber utama kalium adalah materi seluler dari bahan pakan. Kalium mudah terserap usus halus, sebanding dengan jumlah yang dimakan daan beredar dalam plasma. Kalium dalam cairan ekstrasel memasuki semua jaringan dalam tubuh daan dapat mempunyai efek yang sangat besar pada fungsi organ, terutama depolarisasi dan kontraksi jantung. Ginjal tidak dapat menghemat ion kalium seefektif ginjal menghemat ion natrium. Penghematan natrium selalu disertai dengan pembuangan kaalium dan ini merupakan efek aldosteron. Bila intake ion kalium kurang dari kebutuhan minimal, konsentrasi ion kalium serum akan menurun, ion kalium intarsel juga akan menurun dan tbulus renalis bersama-sama sel-sel tubuh mulai menggunakan proton (H+) sebagai pengganti K+. Apabila konsentrasi H+ meningkat maka akan menyebabkan asidosis intraseluler. Kehilangan K+ obligatorik oleh tubulus renalis diganti dengan kehilangan H+ obligatorik, karena tubulus renalis menghemat Na+ dengan membuang H+, bukan membuang K+. Hal ini akan menyebabkan alkalosis ekstraseluler dan asidosis intraseluler. Defisiensi kalium secara umum menyebabkan kelemahan seluruh otot, jantung lemah dan melemahnya otot pernafasan. Pada 56
kegagalan ginjal, kehilangan K+ obligatorik mungkin lebih jauh dari normal. Keracunan K+ (hiperkalemia) sering terjadi pada payah ginjal karena ginjal tidak mampu membuang kelebihan K+. Efek listrik hiperkalemia dapat dilawan oleh peningkatan konsentrasi kalsium serum. Pompa kalsium-natrium dalam membran sensitif terhadap penghambatan oleh preparat digitalis yaitu ouabain. Pada hipokalemia, jantung menjadi sensitif terhadap ouabain dan dapat terjadi keracunan ouabain. Toksisitas ouabain dapat dinetralisasikan oleh penambahan konsentrasi kalium serum. 6.2.5. Magnesium Ion magnesium terdapat pada semua sel. Magnesium berperan sangat penting sebagai ion esensial di dalam berbagai reaksi enzimatis dasar pada metabolisme senyawa antara. Semua reaksi di mana ATP merupakan substrat, substrat sebenarnya adalah Mg2+-ATP. Hal yang sama, Mg2+ dikhelasi di antara fosfat beta dan gama dan mengurangi sifat kepadatan anionik ATP, sehingga Mg2+ dapat mencapai daan mengikat secara reversibel tempat protein spesifik. Sehingga semua sintesis protein, asam nukleat, nukleotida, lipid dan karbohidrat dan pengaktifan kontraksi otot memerlukan magnesium. Absorpsi Mg2+ terjadi di seluruh usus halus dan jelas kelihatan lebih tergantung pada banyaknya yang tersedia daripada faktorain, misalnya vitamin D. Absorpsi Mg2+ bukan proses aktif, daan tidak adaa mekanisme bersama untuk transport kalsium dan magnesium melalui dinding usus. Dalam plasma, sebagian besar Mg2+ terdapat dalam bentuk yang padat difiltrasi oleh glomerulus ginjal. Akan tetapi ginjal mempunyai kemampuan luar biasa untuk mempertahankan Mg2+. Defisiensi magnesium sering terjadi. Defisiensi magnesium pada unggas menyebabkan pertumbuhan lambat, mortalitas meningkat, penurunan produksi telur dan ukuran telur mengecil. Kadar tinggi kalsium, protein, dan fosfat dalam makanan akan mengurangi absorpsi Mg2+ dari usus. Malabsorpsi pada diare kronis, malnutrisi pada protein kalori dan kelaparan daapat menyebabkan defisiensi magnesium. Keracunan magnesium jarang terjadi pada fungsi ginjal normal. Efek depresan magnesium pada sistem syaraf biasanya mendominasi gejala toksisitas hipermagnesemia.
57
6.2.6. Seng Seng telah dikenal sebagai unsur esensial sejak lebih dari seraatus tahun yaang lalu. Seng hampir sama melimpahnya dalam tubuh hewan seperti besi. Terdapat sekitar dua puluh empat metaloenzim yang dikenal, termasuk karbonat anhidrase, laktat dehidrogenase, glutamat dehidrogenase, alkali fosfatase, dan timidin kinase. Penelitian akhir-akhir ini memperkirakan bahwa seng mempunyai peranan dalam metabolisme prostaglandin atau prosesproses yang diperantarai oleh prostaglandin. Setelah diabsorpsi usus, seng mula-mula mengumpul di hati dan kemudian didistribusikan ke jaringan-jaringan. Dalam plasma, kira-kira 2/3 diikat dengan suaatu alfa-2 makroglobulin. Sejumlah kecil mengkompleks dengan asam amino dan mungkin dengan ligan laainnya. Seng yang mengkompleks dengan aalbumin siap diseraap oleh jaringan. Walaupun demikian mekanisme penyerapannya oleh jaringan belum diketahui. Penyerapan oleh hati secara positif dipengaruhi oleh mediator endogen leukosit, hormon adrenokortikotropik, daan hormon paratiroid. Defisiensi seng dapat terjadi sebagai kelainan primer absorpsi seng pada akrodermatitis enteropatika, suatu penyakit automal resesif yang jaarang ditemukan, disertai dengan hambatan pertumbuhan dan hipogonadisme. Defisiensi seng sekunder dapat terjadi akibat malabsorpsi apapun penyebabnya atau peningkatan ekskresi dalam urin. Defisiensi seng juga menyebabkan aktivitas ribonuklease serum nampak meninggi, sedangkan aktivitas kaarbonik anhidrase eritrosit merendah. 6.2.7. Besi Besi adalah satu dari unsur yang paling banyak dari kerak bumi. Besi juga merupakan mineral esensial mikro yang paling melimpah. Kurang lebih 2/3 dari besi beredar sebagai hemoglobin, 1/10 sebagai mioglobin dan kurang dari 1% terdapat pada transferin dari semua enzim besi dan protein redoks. Sisanya terdiri dari simpanan besi feritin dan hemosiderin yang terdapat terutama pada haati, limpa dan sumsum tulang. Fungsi utama besi adalah unruk transport oksigen oleh hemoglobin. Besi ferro (Fe2+) dan besi ferri (Fe3+) bersifat sangat sukar laarut pada pH netral, dan diperlukan sistem khusus untuk transport besi dan memasukkan ino-ion ini kedalam tempat-tempat fungsional mereka. 58
Sumber besi utama adalah daging, tumbuhan polong, tetes tebu, dan kerang-kerangan. Sumber sintetis terdiri dari ferric okside dengan kandungan besi 35% dan ferrous sulphate dengan kandungan besi sebesar 20%. Besi dalam bahan pakan terutama terdapat dalam bentuk ferri, terikat kuat pada molekul organik. Besi ditrasport ke tempat penyimpanan dalam sumsum tulang dan sampai batas tertentu ke hati dalam bentuk ion ferri, terikat pada transferin plasma. Pada tempat penyimpanan itu, ion ferri diubah lagi menjadi apoferitin sebagai bentuk cadangan yang stabil tetapi mengalami pertukaran. Feritin dalam sistem retikuloendotelial merupakan bentuk cadangan besi yang dapat diambil. Feritin adalah protein dengan kemampuan besar untuk menyimpan besi yang terdapat padaa hewan. Feritin bekerja sebagai penyimpan sementara untuk mencegah penambahan toksik kadar besi dan suatu cadaangan yang daapaat dikerahkan jangka panjang. Akan tetapi feritin dapat mengalami denaturasi, kehilangan subunit apoferitin dan kemudian beragregasi (berkumpul) ke misel-misel hemosiderin. Hemosiderin mengandung lebih banyak besi dibandingkan feritin dan terdapat sebagai partikel-partikel. Besi dalam hemosiderin tersedia untuk pembentukan hemoglobin, tetapi mobilisasi besi jauh lebih lambat dari hemosiderin dibanding dari feritin. Besi yang ditimbun akan disimpan sebagai endapan hemosiderin dalam hati, pankreas, kulit dan sendi yang menyebabkan penyakit. Defisiensi besi terjadi apabila kapasitas besi intraseluler bertambah, dan lebih banyak besi akan diabsorpsi bila tersedia dalam makanan. Defisiensi besi menyebabkan terjadinya anemia, penurunan volume sel-sel darah merah daan depigmentasi. Pada kelebihan besi (iron overload) kapasitas dan kejenuhan karier besi intraseluler berkurang. 6.2.8. Mangan Konsentrasi mangan dalam jaringan-jaringan hewan relatif konstan terhadap umur. Mangan banyak terdapat pada kacangkacangan, biji-bijian utuh, daan sayuran tetapi sedikit terdapat pada daging, ikan dan produk susu. Mangan terdapat dalam konsentrasi tinggi dalam mitokondria daan berfungsi sebagai faktor penting untuk pengaktifan glikosiltransferase yang berperan sebagai sintesisoligosakarida, glikoprotein, dan proteoglikan. Mangan diperlukan untuk aktifitas 59
superoksida dismutase. Mangan diserap dengan baik melalui usus halus dengan mekanisme yang serupa dengan besi, termasuk transfer melalui sel mukosa ke dalam darah portal. Pada kenyataannya absorpsi Mn2+ meningkat pada defisiensi besi dan daapat dihambat oleh besi. Adanya etanol dalam usus jelas menambah absorpsi Mn2+. Ion mangan dikirim ke hati melalui sirkulasi portal dan disana segera mengadakan keseimbangan dengan Mn2+. Salah satu akibat defisiensi mangan adalah ketidaknormalan kerangka. Perosis atau penyakit urat yang terkilir dengan pembesaran dan kesalahaan bentuk sendi tibial metatarsal banyak terjadi pada unggas yang sedang tumbuh. Kondrodistrofi gizi terjadi pada embrio ayam yang mendapat susunan pakan defisien mangan. Pada ayam petelur periode layer, defisiensi mangan menyebabkan produksi telur menurun dan kerabang telur tipis. Defisiensi mangan tampaknya juga sangat mengurangi sintesis oligosakarida, pembentukan glikoprotein dan proteoglikan. Selain itu juga mengganggu beberapa metaloenzim Mn2+ seperti hidrolase, kinase, dekarboksilase dan transferase. Keracunan mangan sangat jarang terjadi. 6.2.9. Tembaga Tembaga merupakan elemen yang sangat dubutuhkan oleh hewan biarpun dalam komposisi yang relatif sedikit. Absorpsi tembaga dalam traktus gastrointestinal memerlukan mekanisme spesifik, karena sifat alamiah ion kupri (Cu2+) yang sangat tidak larut. Dalam sel mukosa usus, tembaga mungkin berikatan dengan protein pengikat metal (banyak mengandung sulfur) dengan berat molekul rendah yaitu metalotionein pada bagian tionein. Biosintesis metalotionein diinduksi dengan pemebrian Zn, Cu,Cd dan Hg dan diblokir oleh inhibitor-inhibitor sintesis protein. Meskipun tembaga akan merangsang produksi protein hati yang berikataan dengan tembaga, seng juga diperlukan untuk akumulasi Cu-tionein. Seng akan menstabilkan Cu-tionein terhadap degradasi oksidatif. Tembaga masuk dalam plasma, dimana tembaga terikat pada asam-asam amino, terutama histidin, dan pada albumin serum pada tempat pengikatan tunggal yang kuat. Dalam kurang dari satu jam, tembaga yang baru diserap diambil dari sirkulasi oleh hati. Hati memproses tembaga melalui dua jalan, yaitu : tembaga diekskresi dalam empedu ke dalam traktus gastrointestinal, dimana tembaga tidak diabsorpsi kembali. Ternyata, homeostasis tembaga 60
dipertahankan hampir seluruhnya oleh ekskresi bilier, semakin tinggi dosis tembaga, semakin banyak yang diekskresikan dalam feses. Jalan kedua metabolisme tembaga dalam hati adalah penggabungan tembaga sebagai bagian integral seroloplasmin, suatu glikoprotein yang semata-mataa disintesis dalam hati. Seruloplasmin bukan protein pembawa Cu2+, karena tembaga seruloplasmin tidak bertukar dengan ion tembaga atau tembaga yang terikat dengan dengan molekul-molekkul lain. Seroluplasmin mengandung 6 - 8 atom tembaga, setengah bagiaan ion kupro (Cu+) dan setengahnya lagi ion kupri (Cu2+). Gejala defisiensi tembaga meliputi anemia, neutropenia, osteoporosis dan depigmentasi serta gangguan syaraf. Defisiensi tembaga mengganggu proses kaitan lintas jaringan ikat protein, kolagen, dan elastin. Gangguan ini dapt berupa kelainan tulang, kerusakan sistem kardiovaskuler atau kelainan struktur paru-paru. Gejala defisiensi tembaga yang paling tragis adalah kematian mendadak akibat pecahnya pembuluh darah utama atau jantungnya. defisiensi tembaga padaa anaak ayam menyebakan aorta pecah. Keracunan tembaga termasuk diare dengan feses biru-hijau hemolisis akut dan kelainan fungsi ginjal. 6.2.10. Selenium Selenium adalah unsur penting glutation peroksidase, suatu enzim yang peranannya sebagai antioksidan intarseluler yang sangat mirip dengan fungsi serupa vitamin E atau α-tokoferol. Sebagian besar selenium dalam makanan berbentuk asam amino selenometionin. Suplemen selenium yang ditambahakan ke dalam makanan ternak berbentuk anorgaanik seperti natrium selenit. Selenometionin dan natrium selenit mempunyai poteinsi yang sama untuk mencegah kondisi defisiensi selenium dan dapat meningkatkan aktivitas jaringan glutation peroksidase. Akan tetapi, selenometionin dapat meningkatkan kadar selenium dalam darah dan jarinfgan lebih tinggi dibandingkan dengan natrium selenit. Hal ini mungkin disebabkan oleh penggabungan selenometionin ke dalam struktur utama jaringan protein di tempat metionin, sehingga selenium hanya tersedia bagi hewan setelah katabolisme asam amino selenium. Selenium ini berfungsi sebaga simpanan yang tak teratur atau pool
61
buffer yang menyediakan selenium dari dalam tubuh apabila penyediaan selenium dari pakan terhenti. Hanya satu fungsi enzimatik selenium yang diketahui. Selenium adalah unsur penting dari glutation peroksidase. Enzim ini dapat menghancurkan hidrogen peroksida dan hidrioperoksidahidroperoksida oerganik dengan pengurangan ekuivalen dari glutation. Peranan fisiologis yang pasti dari glutation peroksidase yang bergantung pada selenium masih belum jelas karena katalase juga mampu memindahkan hidrogen peroksida dan glutation peroksida yang tidak bergantung padaa selenium juga mampu memindahkan hidroperoksida organik. Jadi selenoenzim mungkin berfungsi sebagai penahan oksidan tetapi fungsi alternatif juga telah ada. Defisiensi selenium menyebabkan dilatasi jantung dan menyebabkan payah jantung kongestif. Defisensi pada ayam menyebabkan diatesis eksudatif. Vitamin E dapat mencegah kejadian tersebut, disamping faktor III. Yang mengandung selenium organis. Selenium mempunyai pengaruh penting terhadap metabolisme merkuri. Hewan yang defisien selenium lebih rentan terhadap keracunan metil merkuri dan merkuri anorganik. Mekanisme keracunan selenium sampai saat ini belum diketahui. Tanda dini keracunan selenium adalah nafas berbau bawang putih akibat pengeluaran dimetilselenida. 6.2.11. Yodium Yodium kurang larut dalam air, tetapi apabilaa molekul yodium (I2) berkombinasi dengan yodida membentuk poliyodida akaan menyebabkan yodium sangat mudah larut dalam air. Dalam saluran pencernaan, yodium direduksi menjadi yodida, dan dalam satu jam seluruhnya akan diabsorpsi oleh usus halus. Yodotirosin, yodotironin, beberapa yodopeptida rantai pendek, dan senyawa-senyawa yang diyodinasikan secara radiografi diabsorpsi tanpaa deyodinasi. Yodium di dalam semua senyawa anorganik dan banyak senyawa organik tersedia secara biologis. Pemanfaatan yodium untuk sekresi hormon tiroid berlangsung melalui tiga tahap. Pertama, dari plasma menyeberangi membran sel adalah suatu proses aaktif melawan gradien listrik dan massa. Konsentrasi normal yodida di dalam sel tiroid adalah 30 - 40 kali lebih tinggi daripada dalam serum. Kedua, pada batas pemisah sel dan koloid, suatu peroksidase menjadi alat pengoksidasi yodida 62
menjadi suatu "senyawa antara yod". Enzim ini juga membantu pembentukan monoyodotirosin dan diyodotirosin dengan menggabungkan yodium ke dalam residu tirosil dari tiroglobulin. Penggabungan oksidatif berikutnya dari yodotirosin ke dalam hormon tiroid, tiroksin (T4) dan triyodotironin (T3), juga dilaksanakan oleh peroksidase yang sama, mungkin bekerja sama dengan enzim lain. Akhirnya, tiroglobulin dicakup oleh sitoplasma sel tiroid. Pencernaan tiroglobulin dilakukan melalui proteolisis. Fase sekresi berakhir dengan terjadinya difusi hormon-hormon ke dalam kaapiler-kapiler melalui ruang ekstrseluler. Tiroid, suatu kelenjar penyimpan mengandung yodium sebanyak 8,0 - 10,0 mg per 20 g berat kelenjar. Yodium pada tiroid yang terikat pada triglobulin sebesar 95%. Kira-kira 45% yodium pada tiroid terdapat dalam bentuk tiroksin dan 3% dalam bentuk triyodotironin, sedangkan sebesar kira-kira 42% dalam bentuk yodotirosin. Defisiensi yodium menyebabkan gondok yang kurang dikenal dalam dunia unggas. Awal defisensi yodium dicirikan oleh suatu peningkatan ekskresi hormon tiroid simpanan yang bersifat kompensasi dan ekskresi normal yodida di dalam urin. Selagi simpanan hormon tiroid terus-menerus terdeplesi, pembersihan yodida anorganik plasma di tiroid meningkat dengan suatu penurunan ekskresi yodida di dalam urin yang sebanding. Setelah itu pengambilan yodidaa stabil oleh tiroid sama dengan jumlah yodida yang diekskresikan dalam bentuk hormon tiroid. Konsentrasi yodida anorganik plasma menurun, sama seperti kandungan yodium tiroid. Pada saat ini, defisiensi yodium dapat diatasi, atau aakan berkembang menjadi kronis. Pada ayam, defisiensi yodium menyebabkan pengurangaan output dari stimulasi pituitary anterior pada kelenjar tiroid untuk memproduksi dan meningkatkan hormon TSH (thyroid stimulating hormone). Pada ayam petelur, defisiensi yodium menyebabkan reduksi kandungan yodium pada telur, menurunkan daya tetas, memperpanjang waktu tetas dan memperlambat absorpsi kuning telur. Defisiensi yodium juga menyebakan pembesaran kelenjar tiroid embrio dan menunjukkan hipertropi padaa epitelium folikuler. Yodium dalam jumlah besar akan mengganggu akan mengganggu semua fungsi tiroid mulai dari pengangkutan yodium dan berlanjut ke sintesis dan sekresi hormon tiroid. Sintesis hormon tiroid pada semua laangkah, mulai dari yodinasi residu tirosil sampaai ke 63
pembentukan T4 dan T3 semakin dihambat oleh konsumsi akut dan kronik sejumlah besar yodium. 6.2.12. Molibdenum Molibdenum berfungsi sebagai metaloenzim xantin oksidase, aldehida oksidase, dan sulfit oksidase. Sampai saat ini belum diketahui sistem metabolisme kecuali bentuk heksavalen yang larut air diabsorpsi dengan baik melalui usus. Urin adalah jalan utama ekskresi molibdenum. Terdapat beberapa bukti bahwa molibdenum dapat mempengaruhi metabolisme tembaga dengan mengurangi efisiensi penggunaan tembaga dan bahkan mungkin mobilisasi tembaga dari jaringan. Pemberian ransum dengan defisien molibdenum pada ayam menyebabkaan kelambatan pertumbuhan, khususnya ketika ransum mengandung level rendah natrium tungstate.
64
BAB 7 ANTI NUTRISI PADA UNGGAS 7.1. Kasifikasi Anti Nutrisi Terdapat banyak pendapat mengenai penggolongan anti nutrisi tersebut. Sebagian menggolongkan berdasarkan aspek botani, fisiologi, asal tanaman, efek metabolisme dan kimiawi. Berdasarkan aspek botani, menurut penelitian paling sedikit terdapat 20 famili golongan tanaman yang mengandung anti nutrisi (terutama panaman berbiji dan berbuah). Famili tanaman tersebut dapat dilihat pada Tabel 7.1.
No.
Tabel 7.1. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan famili tanaman Famili tanaman
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
Apoecynaceae Amaryldaceae Barberidaceae Caricaceae Crassulaceae Caryophyllaceae Dioscoriaceae Erythroxylaceae Euphorbiaceae Liliaceae Leguminosae Menispermaceae Papilionaceae Papaveraceae Graminae Ranunculaceae Rutaceae Rubiaceae Rhamnaceae Solanaceae
65
Penggolongan anti nutrisi berdasarkan fisiologis memandang pengaruh anti nutrisi tersebut pada kondisi fisiologis ternak. Berdasarkan hal tersebut dapat dikemukakan penggolongan fisiologis seperti pada Tabel 7.2.
No.
Tabel 7.2. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan fisiologis Fisiologis
1. 2. 3. 4. 5.
Anti nutrisi yang mempengaruhi gastro intestinal Anti nutrisi yang mempengaruhi choleriformis Anti nutrisi yang mempengaruhi nervous Anti nutrisi yang mempengaruhi sanginaris Anti nutrisi yang mempengaruhi cerebralis
Penggolongan anti nutrisi berdasarkan asal tanaman memandang bahwa tanaman merupakan pembawa anti nutrisi dan masing-masing golongan tanaman mempunyai anti nutrisi yang khas. Penggolongan tersebut dapat dilihat pada Tabel 7.3. Sedangkan penggolongan berdasarkan efek metabolisme manganggap bahwa penggolongan tersebut lebih tepat apabila efek yang ditimbulkan anti nutrisi terhadap jalannya metabolisme dikemukakan lebih dahulu. Hal tersebut terjadi karena anti nutrisi selalu menimbulkan masalah yang penampakannya selalu mengganggu target organ tubuh. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan efek metabolisme dapat dilihat pada Tabel 7.4. Tetapi kebanyakan para ahli menggolongkan anti nutrisi berdasarkan komposisi kimiawinya. Hal tersebut mudah dimengerti, karena anti nutrisi umumnya merupakan senyawa kimia yang akan lebih mudah menggolongkannya berdasarkan golongan-golongan yang terdapat dalam dunia kimia.
66
Tabel 7.3.
No. 1.
2.
3.
4.
5.
6.
Penggolongan anti nutrisi berdasarkan asal tanaman Asal tanaman Anti nutrisi Biji-bijian a. Rye b. Milo Umbi-umbian a. Kentang b. Cassava Suplemen protein a. Kacang kedelai b. Kapas Hijauan a. Alfalfa b. Leucaena spp. Rumput-rumputan a. Rumput tropik b. Hijauan sorgum Lain-lain a. Hijauan brassica
Tripsin inhibitor Tannin Alkaloid solanum Sianogenik glukosida Tripsin inhibitor Gosipol Saponin Mimosin Oksalat Sianogem Brassica anemia factor
67
Tabel 7.4.
No. 1. 2.
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
Penggolongan anti nutrisi berdasarkan efek metabolisme Efek metabolisme pada Anti nutrisi Mulut Saluran pencernaan a. Rumen b. Usus c. Diare d. Rektum Hati Paru-paru Ginjal
Enzim proteolitik, Kristal oksalat
Nitrat dan nitrit Saponin, tripsin inhibitor Nitrat Alakaloid pirolizidin Alkaloid pirolizidin, lupinosis Alkaloid pirolizidin, indole Oksalat, pirolizidin alkaloid, lakton sesquiterpen Sistem sirkulasi Saponin, hemaglutinin, glikosida, asam lemk siklopropenoid Jantung Gosipol, piperideine alkaloid Tulang Lupine, oksalat Mata Atropin, selenium toksisitas Sistem syaraf Indolizidine alkaloid, tiaminase Otot Selenium Kelenjar tiroid Glukosinolat Sistem reproduksi Mikotoksin, isoflavon, gosipol, lupine Toksin melalui susu Snakeroot toksin Sistem Kekebalan Lektin Ranmbut dan kuku Hiperisin, filloritrintrimetillamin, mimosin Metabolisme energi dan Tripsin inhibitor, indospecin, protein amilase inhibitor Divisi sel Pirolizidin alkaloid Metabolisme mineral Oksalat, pirolizidin lkaloid Metabolisme vitamin Avidin, tiaminase,
68
7.2. Klasifikasi Anti Nutrisi pada Unggas Berdasarkan Struktur Kimia 7.2.1. Alkaloid Alkaloid adalah senyawa yang mengandung substansi dasar nitrogen basa, biasanya dalam bentuk cincin heterosiklik. Alkaloid terdistribusi secara luas pada tanaman. Diperkirakan sekitar 15 – 20%vascular tanaman mengandung lakaloid. Banyak alkaloid merupakan turunan asam amino lisin, ornitin, fenilalanin, asam nikotin, dan asam antranilat. Asam amino disintesis dalam tanaman dengan proses dekarboksilasi menjadi amina, amina kemudian dirubah menjadi aldehida oleh amina oksida. Alkaloid biasanya pahit dan sangat beracun. Alkaloid ini diklasifikasikan lagi berdasarkan tipe dasar kimia pada nitrogen yang terkandung dalam bentuk heterosiklik. Klasifikasi alkaloid tersebut meliputi pirrolizidine alkaloids, peperidine alkaloids, pyridine alkaloids, indole alkaloids, quinolizidine alkaloids, steroid alkaloids, policyclic diterpene alkaloids, indolizidine alkaloids, tryptamine alkaloids, tropane alkaloids, fescue alkaloid dan miscellaneous alkaloid. Peranan alkaloid dalam jaringan tanaman tidak pasti, mereka telah dikenal sebagai produk metabolik atau substansi 7.2.2. Glikosida Glikosida adalah eter yang mengandung setengah karbohidrat dan setengah non karbohidrat (aglikon) yang bergabung dengan ether bond. Glikosida biasanya adalah substansi yang pahit. Seringkali aglikon dikeluarkan oleh aksi enzimatis ketika jaringan tanaman mengalami luka. Klasifikasi lebih lanjut dari glikosida adalah sianogenik glukosida, goitrogenik glukosida, coumarin glukosida, steroid dan triterpenoid glukosida, nitropropanol glikosida, visin, calsinogenik glikosida, karboksiatraktilosida, dan isovlavon. 7.2.3. Protein Beberapa inhibitor penting dalam tanaman adalah protein. Anggotanya meliputi protease (tripsin) dan amilase inhibitor, lektin (hemaglutinin), enzim, protein sitoplasma tanaman.
69
7.2.4. Asam amino dan turunan asam amino Terdapat lebih dari 300 asam amino dalam tanaman, beberapa diantaranya merupakan racun. Asam amino yang paling terkenal beracun adalah mimosin yang strukturnya sama dengan tirosin. Anggotanya meliputi mimosin, triptofan, asam selenoamino, lathirogen, linatin, indospesin, kanavanin, faktor anemia brassica, hipoglisin, dan amina biogenik. 7.2.5. Karbohidrat Hanya sedikit sekali problem keracunan dari senyawa karbohidrat. Xilose yang merupakan gula heksosa menyebabkan pengurangan pertumbuhan dan katarak pada mata babi dan ayam. Pada oligosakarida, raffinosa tidak dapat dicerna dalam usus halus dan meningkatkan pertumbuhan bakteri di hindgut. β-glukan pada gandum kebanyakan menyebabkan problem nutrisi pada unggas. 7.2.6. Lemak Sangat jarang lemak menyebabkan karacunan. Lemak yang beracun meliputi asam erucic pada rapeseed, yang menyebabkan myocardial lesions pada tikus. Lemak lainnya yang beracun adalah asam lemak siklopropenoid yang terdiri dari asam sterkulat dan asam malvalat pada biji kapas yang menyebabkan albumin berwarna pink berkembang pada telur yang disimpan, juga menyebabkan kokarsinogen. 7.2.7. Glikoprotein Beberapa contoh glikoprotein adalah lektin dan avidin. Avidin adalah glikoprotein pada albumin telur yang menyebabkan antagonistis dengan vitamin B (biotin). Telur mentah dapat digunakan untuk mempengaruhi defisiensi biotin dalam eksperimen binatang. Defisiensi biotin terjadi 7.2.8. Glikolipid Penyebab dari annual ryegrass toxicity (ARGT) diidentifikasi sebagai keluarga glikolipid yang disebut corinetoksin. Anti nutrisi ini disintesis oleh corynebacterium yang membentuk koloni, diproduksi oleh nematoda di dalam biji ryegrass. Glikolipin ini mempengaruhi otak sehingga menyebabkan ketidakseimbangan dan mudah terkejut.
70
7.2.9. Substansi metal-binding Anggotanya terdiri dari oksalat, pitat, mimosin. 7.2.10. Resin Senyawa resin bukan bagian yang penting dari banyak gambaran struktur, tetapi umumnya mempunyai ciri-ciri fisik yang pasti. Resin larut dalam banyak pelarut organik, tetapi tidak larut dalam air dan tidak mengandung nitrogen. Salah satu contoh resin adalah cicutoxin yang merupakan racun yang penting pada tanaman cicuta spp. Cicutoxin merupakan salah satu racun yang sangat spektakuler yang diketahui selama ini. Aksi langsungnya adalah pada sistem nervous sentral yang memproduksi violent convultion. 7.2.11. Senyawa fenol Fenol merupakan turunan dari fenilalanin atau tirosin pada pola atau jalur asam sikimat. Beberapa diantaranya adalah asam kumarat, asam kafeat, asam ferulat, asam protokatekuat, asam klorogenat dan asam kuinat. Asam-asam tersebut didistribusikan secara meluas dalam tanaman, tetapi fungsinya masih belum diketahui dengan jelas. Beberapa diantaranya mempunyai sifat-sifat sebagai anti bakterial atau sebagai anti fungal dan bahkan mungkin mempunyai tugas yang berhubungan dengan kekebalan tanaman terhadap penyakit tertentu. Disamping itu banyak dihubungkan dengan komponen yang disebut sebagai koumarin yang mempunyai cincin ganda yang juga dapat ditemukan dalam tubuh tanaman. 7.2.12. Sesquiterpen lakton Sesquiterpen lakton adalah turunan dari germacranolide nukleus. Senyawa ini merupakan racun pada tanaman sneezeweed (helenium spp. dan bitterweed). Sesquiterpen lakton menyebabkan iritasi pada nasal dan membran intestinal. 7.2.13. Mikotoksin Mikotoksin adalah hasil metabolisme jamur yang merupakan anti nutrisi bagi hewan. Mikotoksin menyebabkan peristiwa penyakit pada peternakan sedikitnya pada 25 kasus penyakit. Beberapa mikotoksin antara lain adalah aflatoksin, fomopsin, tremorgen, T-2 toxin, citrinin, ochratoxin, sporidesmin dan zearalenon. Mikotoksin menyebabkan penurunan kondisi seperti kematian akut pada unggas 71
(turkey X diseases) kanker liver pada trout, lupinosis, fescue foot pada sapi, keracunan sweet clover, facial eczema pada domba, ryegrass sraggers dan ergotisme. 7.2.14. Anti Nutrisi lain Anti nutrisi lain meliputi tanaman karsinogen, anti nutrisi white snakeroot, fluoroasetat (senyawa organofluorin), N-propyl disulfida dan trimethylamine oxyde dan formaldehida. 7.3. Sumber, Biosintesa dan Pengaruh Anti Nutrisi Utama pada Ternak 7.3.1. Glukosida sianogenik Senyawa-senyawa yang mengandung gugus sianat (-C≡N) dapat tergolong ke dalam nitril (R-C≡N) atau siano hidrin (RC(OH)C≡N). Senyawa-senyawa ini dapat diperoleh dengan mereaksikan alkil dehida dengan gugus CH sebagai nukleophil atau aldehid serta keton dengan gugus CN dan asamnya. Bila senyawa tersebut mengandung glikosida atau glukosa maka dapat disebut glikosida sianogenik atau glukosida sianogenik. Bagi tanaman, senyawa ini diperlukan dalam mekanisme pertahanan diri terhadap predator dan dalam proses metabolisme untuk membentuk protein dan karbohidrat. Umumnya senyawa tersebut disintesis dari asam amino yang merupakan homolognya. Sebagai contoh dapat diamati pada Gambar 6.10. beberapa senyawa yang strukturnya hampir sama dengan asam amino prekursornya. Nampak bahwa linamarin dan lotaustralin yang masing-masing berasal dari asam amino L-valin dan L-isoleusin. Pada tanaman yang tumbuh tanpa kerusakan, glikosida sianogenik dimetabolisme menjadi asam amino, tetapi apabila tanaman tersebut luka atau dipotong maka glikosida sianogenik akan terdegradasi dan akan membebaskan asam sianida. Tahap pertama proses degradasi (katabolisme) adalah pelepasan gula dan terbentuk sianohidrin oleh enzim β-Dglukosidase. Sianohidrin dapat memisahkan diri menjadi aldehida atau keton dan asam sianida dengan enzim oxynitrilase atau hydroksi nitrilase. Linamarin merupakan senyawa turunan dari glikosida sianogenik. Sistem metabolisme dalam tanaman menyebabkan salah satu hasil dari degradasi asam amino L-valin adalah linamarin. 72
Linamarin terdapat dalam tanaman Linum usitatissinum (linseed), Phaseolus lunatus (Java bean), Trifolium repens (White clover), Lotus spp. (lotus), Dimorphotheca spp. (cape marigolds) dan Manihot spp. (ubi kayu). Lotaustralin merupakan senyawa turunan dari glikosida sianogenik. Sistem metabolisme dalam tanaman menyebabkan salah satu hasil dari degradasi asam amino L-isoleusin adalah lotaustralin. Lotaustralin terdapat bersama linamarin dalam tanaman yang sama, tetapi berbeda jumlahnya. Lotaustralin jauh lebih sedikit dibandingkan dengan dengan lotaustralin. Perbandingannya berkisar dari 3 sampai dengan 7 persen lotaustralin berbanding 93 sampai dengan 97 persen linamarin. Lotaustralin antara lain terdapat dalam tanaman Linum usitatissinum (linseed), Phaseolus lunatus (Java bean), Trifolium repens (White clover), Lotus spp. (lotus), Dimorphotheca spp. (cape marigolds) dan Manihot spp. (ubi kayu). Asam sianida merupakan anti nutrisi yang diperoleh dari hasil hidrolisis senyawa glukosida sianogenik seperti linamarin, luteustralin dan durin. Salah satu contoh hasil hidrolisis adalah pada linamarin dengan hasil hidrolisisnya berupa D-glukosa + HCN + aceton dengan bantuan enzim linamerase. Mekanisme sehingga asam sianida dapat menghambat pernafasan sel adalah adanya penghambatan terhadap reaksi bolakbalik pada enzim-enzim yang mengandung besi dalam status ferri (Fe3+) di dalam sel. Enzim yang sangat peka terhadap inhibisi sianida ini adalah sitokrom oksidase. Semua proses oksidasi dalam tubuh sangat tergantung kepada aktivitas enzim ini. Jika di dalam sel terjadi kompleks ikatan enzim sianida, maka proses oksidasi akan terblok, sehingga sel menderita kekurangan oksigen. Jika asam sianida bereaksi dengan hemoglobin (Hb) akan membentuk cyano-Hb yang menyebabkan darah tidak dapat membawa oksigen. Tambahan sianida dalam darah yang mengelilingi komponen jenuh di eritrosit diidentifikasikan sebagai methemoglobin. Kedua sebab inilah yang menyebabkan histotoxic-anoxia dengan gejala klinis antara lain pernafasan cepat dan dalam. Jika sianida sudah masuk ke dalam tubuh, efek negatifnya sukar diatasi. Kejadian kronis akibat adanya sianida terjadi karena ternyata tidak semua SCN (tiosianat) terbuang bersama-sama dengan urin, walaupun SCN dapat melewati glomerulus dengan baik, tetapi sesampainya di tubuli sebagian akan diserap ulang, seperti halnya 73
klorida. Selain itu, kendatipun sistem peroksidase kelenjar tiroid dapat mengubah tiosianat menjadai sulfat dan sianida, tetapi hal ini berarti sel-sel tetap berenang dalam konsentrasi sianida di atas nilai ambang. Jelaslah bahwa sianida dapat merugikan utilisasi protein terutama asam-asam amino yang mengandung sulfur seperti metionin, sistein, sistin, vitamin B12, mineral besi, tembaga, yodium, dan produksi tiroksin. Langkah yang dapat dilakukan untuk menghilangkan atau mengurangi efek negatif sianida, yaitu : (1) menghilangkan sebanyak mungkin sianida sebelum suatu bahan makanan yang mengandung sianida dijadikan pakan, dan (2) mengikat sianida yang tersisa agar dapat dikeluarkan bersama-sama dengan feses. Asam sianida dapat dinetralisasikan dengan beberapa macam perlakuan. Beberapa studi tentang mekanisme penurunan anti nutrisi sianida dan peningkatan reduksinya dapat dilakukan dengan suplementasi sulfur anorganik maupun organik. Suplementasi sulfur akan menghasilkan tiosianat, reaksi ini akan dibantu oleh rodanase. Tiosianat akan dikeluarkan melalui urin. Pemberian garam ferosulfat dapat mengikat asam sianida dalam pakan sehingga hilang sifat racunnya. Pemberian garam ferosulfat 12,7 kali kandungan asam sianida pakan menunjukkan efek yang paling baik. Pakan dapat disuplementasi dengan asam amino yang mengandung sulfur seperti metionin, sistin dan sistein supaya menghasilkan penampilan yang baik bagi unggas. Perlakuan lain yang dapat diberikan untuk mengurangi asam sianida pada bungkil biji karet adalah dengan penyimpanan yang lama, pengeringan, perendaman, perebusan, penggilingan, fermentasi. dan pemasakan. Cara pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan sinar matahari dan dapat pula oven. Pengeringan dengan oven pada suhu 45 sampai 55oC selama 4 jam dapat menurunkan 75 persen kadar asam sianida. Cara pemanasan dengan menggunakan sumber panas matahari merupakan cara yang paling murah dan mudah dilakukan peternak pedesaan. Perendaman dalam air selama lima hari dapat menurunkan asam sianida dari 97 persen menjadi 45 persen. 7.3.2. Anti Tripsin Anti tripsin atau inhibitor tripsin adalah senyawa penghambat kerja tripsin yang secara alami terdapat pada kedelai, lima bean (kara), 74
gandum, ubi jalar, kentang, kecipir, kacang polong, umbi legume, alfalfa, sorghum, kacang fava, beras dan ovomucoid, semuanya merupakan protein dengan berat molekul rendah, kecuali anti tripsin yang terdapat pada ovomucoid yang terdiri dari 75 persen asam amino dan 25 persen karbohidrat. Dalam kacang kedelai, anti tripsin mempunyai dua macam tipe yaitu : (1) Kunitz inhibitor yang mempunyai ukuran molekul 20.000 sampai dengan 25.000 dengan aktifitas yang spesifik pada tripsin, terdiri dari 181 residu asam amino dengan 2 ikatan disulfida dan 63 asam amino yang aktif. Kunitz inhibitor bergabung dengan stichiometically tripsin yaitu 1 mol inhibitor tidak aktif, 1 mol tripsin yang reaksinya terjadi seketika dan salah satu bentuknya sangat sempit. Kunitz inhibitor menunjukkan reaksi tripsin sebagai penghambat dengan cara yang sama yaitu reaksi dengan pencernaan protein lain, tetapi sejumlah ikatan non kovalen dibentuk pada tempat aktif dalam sebuah ikatan kompleks yang tidak dapat dirubah dan (2) Bowman-Birk inhibitor (BBI) yang mempunyai ukuran molekul 6.000 sampai dengan 10.000 dengan proporsi ikatan disulfida tinggi dan dengan aktifitas menghambat tripsin dan kimotripsin dengan cara mengikat pada tempat yang bebas, dan larut dalam 60 persen etanol tetapi tidak larut dalam aseton. BBI mempunyai dua tempat aktif yaitu satu menjepit tripsin dan yang satu menjepit kimotripsin kompleks. BBI mempunyai rantai tunggal polipeptida dengan 71 asam amino dan 7 ikatan disulfida. Anti tripsin akan memacu pembentukan dan sekaligus pelepasan zat seperti pankreozimin yang bersifat seperti hormon dari dinding usus. Zat ini akan merangsang pengeluaran enzim dari pankreas. Seperti diketahui pengeluaran enzim dari pankreas diatur oleh mekanisme umpan balik karena adanya tripsin dan kimotripsin dalam usus. Jelasnya, berkurangnya jumlah tripsin dan kimotripsin dalam usus akan merangsang pengeluaran enzim-enzim pankreas dengan jalan mengikat tripsin dan kimotripsin aktif dalam usus halus. Dengan demikian dengan adanya anti tripsin, pankreas akan mengeluarkan enzim secara berlebihan. Karena enzim itu sendiri adalah protein, maka ternak yang diberi pakan yang mengandung anti tripsin tidak saja tidak dapat menggunakan protein yang terdapat dalam pakan tersebut, melainkan juga kehilangan protein tubuh lewat enzim yang dieluarkan secara berlebihan. Akibatnya ternak yang mengkonsumsi pakan yang mengandung anti tripsin akan mengalami 75
beberapa gejala seperti kesulitan mengkonsumsi pakan, hipertropi pankreatik dengan adanya peningkatan jumlah sel-sel jaringan pankreas, gangguan pencernaan protein, gangguan absorpsi lemak, pengurangan sulfur asam amino dan terhambatnya pertumbuhan. Hampir semua anti tripsin dalam tanaman dapat dirusak oleh panas. Lebih dari 95 persen aktifitasnya dirusak dengan perlakuan panas dalam waktu 15 menit pada suhu 100oC. Penggilingan pakan yang menggunakan ekstruder sangat efektif dalam menghancurkan anti tripsin. Faktor penting dalam mengontrol perusakan anti tripsin adalah suhu, lama pemanasan, ukuran partikel dan kandungan air. Pemanasan yang berlebihan akan merusak zat makanan yang lain seperti asam amino dan vitamin. 7.3.3. Aflatoksin Aflatoksin merupakan kelompok yang terkait dengan keluarga struktur bisfuranocoumarin yang diproduksi terutama oleh strain beracun dari aspergilus flavus dan Aspergilus parasiticus. Hanya separuh dari strain tersebut yang diketahui memproduksi racun. Meskipun jamur-jamur lain seperti Penicullum spp, Rhizopus spp, Mucor spp dan Streptomyces spp dapat memproduksi aflatoksin namun relevansinya terhadap produksi ternak belum dapat diketahui. Nama aflatoksin berasal dari Aspergillus (a), flavus (fla) dan toxin. Aflatoksin dihasilkan oleh strain aspergillus yang tersebar luas dalam air dan tanah. Pada saat kondisi lingkungan mendukung, tersedia substrat (berupa pakan atau benih) sumber nutrisi, maka jamur akan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Bentuk akhir dari aflatoksin akan sangat tergantung pada kondisi lingkungan (suhu, kelembaban dan aerasi), substrat serta tipe jamur. Sebagai contohnya Aspergillus flavus yang tumbuh pada jagung, spasies ini akan memproduksi aflatoksin jenis B1 dan B2, sementara aspergillus parasiticus yang tumbuh pada jenis jagung yang sama akan mampu menghasilkan keempat jenis racun tersebut. Sedangkan pada kedelai, hanya sedikit aflatoksin B1 yang dapat dihasilkan oleh kedua jenis aspergillus tersebut. Aspergillus flavus merupakan koloni jamur yang dapat menyerang benih. Aspergillus flavus dapat membentuk koloni pada berbagai biji-bijian sumber pakan ternak yang penting, termasuk dalam hal ini adalah jagung, padi-padian, kacang-kacangan, biji kapuk, gaplek, kopra dan berbagai jenis biji-bijian yang lain. Secara umum faktor lingkungan yang dibutuhkan untuk tumbuhnya jamur 76
penghasil aflatoksin tersebut adalah kelembaban lebih kurang 14 persen dan suhu lebih kurang 25 persen serta aerasi (O2) tertentu. Apabila persyaratan tersebut dipenuhi maka investasi jamur akan terjadi dengan cepat. Periode kritis yang berpotensi tinggi untuk investasi jamur tersebut adalah periode pertumbuhan, periode panen, saat transportasi dan dalam periode penyimpanan sangat rentan bagi tiga macam bahan, yaitu jagung, biji kapuk dan kacang-kacangan. Kelompok padi dan kedelai biasanya terserang pada saat periode penyimpanan. Faktor kondisi penyimpanan yang memacu munculnya jamur disamping kelembaban dan suhu optimal juga pengaturan tingkat aerasi, karena perbedaan suhu dapat menyebabkan migrasi kelembaban udara, rusaknya kernel dan spora yang disebabkan oleh serangga serta harus terbebas dari debu, biji benih rumput, dan pecahan kernel juga sanitasi didalam gudang harus diperhatikan secara benar. Sedangkan mekanisme perubahan dalam proses pembentukan aflatoksin dalam tubuh ternak sehingga menimbulkan efek racun bagi ternak meliputi empat reaksi toksikologis metabolis yang terjadi pada ternak. Pertama, terjadi ketidakstabilan pada AFB1 yang merupakan akibat dari bentuk reaktif intermediat oleh enzim MFO (Mixed Function Oxide). Oksida tersebut sangat kuat karena bersifat elektrophilik, akibatnya ikatan kovalen berbagai nukleophilik sel seperti asam amino (RNA dan DNA) maupun protein (metionin, sistein dan histidin) berubah saluran. Sehingga dapat mengakibatkan gangguan fungsi komponen selular tersebut. Sebagai contohnya telah ditemukan bukti bahwa AFB1 2,3 - oksida dan dihidriol mengakibatkan terjadi pembentukan molekuler spontan akibat perubahan kondisi pH sehingga membentuk ikatan ionik kovalen dengan protein dan membentuk Schiff base. Sebuah jalur alternatif dapat terbentuk secara langsung pada cincin katalisasi hidroksilasi dengan 2 posisi, yaitu pembentukan AFB2a, yang juga dapat membentuk Schiff base secara molekuler dengan kelompok asam amino utama protein. Interaksi nonspesifik yang lebih lanjut dengan protein termasuk kunci enzim dapat berakibat fatal bagi sel-sel jantung. Reaksi metabolik yang ketiga tidak melibatkan MFO tetapi lebih banyak terjadi dengan melibatkan sitosol dan dikatalisasi oleh sebuah enzim reduktase (NADPH) terpisah, dan membentuk aflatoksicol (AFL). Hal ini membuktikan bahwa reaksi setiap ternak 77
terhadap AFB1 berhubungan secara langsung dengan laju produksi AFL. Reaksi metabolik selanjutnya adalah hidroksilasi AFB1 membentuk AFM1. Meskipun hasil reaksi metabolik tidak seganas atau sekarsinogenik AFB1 namun tetap sama saja pengaruhnya karena AFM1 merupakan zat racun penyebab utama rusaknya produksi pada ternak seperti produksi susu. Sebab dalam kasus karsinogisitas ternak dapat mengakibatkan kontaminasi pada sebuah rantai makanan di lingkungan. Keracunan akibat aflatoksin yang terjadi pada ternak dapat dikatagorikan dalam dua tingkat, yaitu tingkat keracunan akut dan kronis. Keracunan akut pada unggas akibat aflatoksin jarang terjadi dibandingkan dengan kasus aflatoksikasi kronis. Namun perlu diketahui bahwa keracunan masif yang terjadi pada kalkun di Great Britain pada tahun 1960-an merupakan sebuah petunjuk awal adanya aflatoksin sebagai penyebab keracunan akut. Pada dasarnya organ target racun aflatoksin pada semua ternak adalah organ hati. Efek kumulatif yang fatal pada ternak adalah rusaknya fungsi hati. Setelah sejumlah toksin AFB1 terbentuk maka hepatosit akan segera mengalami perubahan cepat melibatkan lipid, yang mengakibatkan nekrosis (kematian sel). Hal ini diyakini terjadi akibat interaksi nonspesifik AFB1 maupun aktifnya kerja berbagai sel protein. Terjadinya interaksi dengan kunci enzim dapat mengganggu proses metabolis dasar dalam sel-sel seperti metabolisme karbohidrat dan lipid serta sintesis protein. Terjadinya modifikasi sifat permeabilitas hepatosit atau sub selular organel-organel terutama mitokondria akan menyebabkan nekrosis. Dengan rusaknya fungsi hati maka akan diikuti dengan munculnya efek lain seperti rusaknya mekanisme penggumpalan darah, ikterus dan penurunan produksi serum protein esensial yang disentesa dalam hati. Melemahnya sistem penggumpalan darah dan meningkatnya kerapuhan kapiler memepngaruhi luas hemoraging, termasuk akumulasi darah dalam saluran gastrointestinal. Selain kerusakan hati, dengan dosis yang lebih tinggi pada beberapa spesies akan dapat menyebabkan nekrosis pada tubulus ginjal. Meskipun kelenjar timus merupakan organ target pada kasus aflatoksin akut, namun menurut daya tahan tubuh lebih terkait dengan aflatoksikosis kronis. Alfatoksikosis kronis dapat terjadi apabila terdapat jenjang waktu yang lebih lama dalam proses penyerapan racun tingkat rendah. 78
Efek yang timbul tidak jelas ataupun dapat dibuktikan secara klinis seperti pada kasus aflatoksikosis akut. Secara umum pengaruhnya pada ternak adalah menyebabkan penurunan pertumbuhan, penurunan produksi (susu dan telur) dan penurunan daya tahan tubuh. Meski kasus karsinogenisitas telah diobservasi dan dipelajari secara intsnsif dalam beberapa spesies non ternak, keduanya tetap dibicarakan secara terpisah walau kedua hal itu merupakan akibat keracunan kronis. Kerusakan hati juga dapat terjadi dalam kasus aflatoksikosis kronis pada semua spesies. Pada kasus nekropsi, warna hati menjadi pucat atau kuning dan gizzard bengkak Terjadinya ikterus dan hemoraging tidak dapat diprediksi secara tepat karena setiap spesies ternak memiliki kerentanan berbeda terhadap jenis jamur serta dosis aflatoksin yang terkandung. Perubahan histologis melibatkan akumulasi sub selular pada lemak, fibrosa dan perkembangan sel empedu bagian luar. Secara umum lebih dari 90 persen kadar aflatoksin yang ada serta kemungkinan diserap oleh jaringan tubuh tidak dapat diketahui secara cepat apakah racun tersebut ditahan untuk periode waktu yang cukup lama atau dikeluarkan. Konsentrasi residu tertinggi terletak pada organ hati, dengan kadar terendah dalam ginjal dan kemungkinan juga dalam otot. Ada beberapa metode konvensional yang dapat diterapkan untuk menangani kontaminasi aflatoksin pasca panen, yaitu : (1) mengatur irigasi ladang, (2) mempergunakan pestisida guna menghalangi pertumbuhan jamur aflatoksigenik tumbuhan inang yang memudahkan invasi jamur penghasil aflatoksin dan (3) mencoba beberapa jenis/varietas tanaman untuk mengacak resistensi jamur tersebut. Penerapan cara konvensional tersebut cukup efektif guna menurunkan tingkat kontaminasi aflatoksin pada hasil panen hingga tingkat yang paling rendah. Tingkat kontaminasi yang masih diperbolehkan adalah 20 ppm pada bahan makanan dan sumber pakan ternak. 7.2.4. Cyclopropionid Cyclopropinoid adal;ah jaringan asam lemak tak jenuh yang terdiri atas sterculit dan asam malvalit yang terbentuk dalam minyak biji kapuk pada tingkat 1-2% dari minyak mentah pada rposes pembuatan yang kurang sempurna. Dilihat dari ciri fisik yang dimiliki oleh asam cyclopropinoid yakni sejenis obat bius dimana mengikat 79
organel dalam sel yang menghasilkan energi, mempunyai serat kasar tinggi, palatabilitas rendah yang terdiri atas selulosa, hemiselulosa, lignin dan silikat. Kapuk merupakan tanaman pekarangan, pinggir-pinggir jalan atau di galengan sawah. Seperti halnya dengan kapas, yang penting dipandang dari segi ilmu makanan ternak adalah bijinya (produk dari biji). Biji tersebut mempunyai daging yang dapat mencapai 50% dan daging biji itu mengandung protein yang lebih tinggi (dibanding dengan biji kapuk yang lengkap dengan kulit) yakni 52-56%. Minyak yang dikandungnya berkisar antara 22-25 dari BK. Setelah lemak dikeluarkan, tinggal bungkilnya yang dapat dipergunakan sebagai pupuk organik ataupun sebagai pakan ternak. Seperti halnya bungkilbungkulan lain, bungkil biji kapuk mempunyai protein kasar yang cukup tinggi (+ 28%). Bungkil biji kapuk selain mengandung zat-zat pakan yang tinggi juga menghasilkan beberapa faktor pembatas diantaranya zat anti nutrisi berupa asam cyclopropinoid sebesar 1013% dan adamnya selulosa yang dapat menurunkan daya cerna ternak. Faktor pembatas ini mempunyai sifat sebagai obat bius, karena mempunyai palatabilitas rendah penggunaannya sebagai bahan pakan ternak perlu dibatasi. Asam cyclopropinoid ini berasal dari gugus amida dengan rumus kimia C3H6 Gejala-gejala keracunan yang terlihat pada ternak unggas mengkonsumsi bungkil biji kapuk antara lain : penurunan produksi telur, penurunan efisisiensi penggunaan pakan, penurunan selera makan, penurunan bobot badan, penurunan fertilitas, penurunan daya tetas, penurunan pertumbuhan, penurunan tekanan darah, perubahan warna putih telur, muntah-muntah, dilatasi dinding pembuluh darah dan terjadi kematian. Dengan adanya gejala keracunan diatas sangat jelas sekali menimbulkan efek negatif yang mempengaruhi ternak tersebut. Oleh karena itu, cara pencegahan yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah keracunan diatas adalah apabila sebelum digunakan, dinetralkan terlebih dahulu dengan berbagai cara misalnya dengan proses sulfitasi yaitu dengan cara mengalirkan sulfur dioksida terhadap minyak stercula faebida (pada minyak biji kapuk) yang mengandung asam sterculat yang dapat merusak cincin cyclopropena dan merusak reaktifitas halpen atan memberikan reaksi negatif terhadap uji Halpen dari minyak secara total. Jadi apabila bungil biji
80
kapuk tersebut digunakan sebagai pakan ternak maka cyclopropinoid sudah bersifat netral dan sudah tidak berbahaya bagi ternak. 7.3.5. Mimosin Mimosin merupakan senyawa asam amino heterosiklik, yaitu asam amino yang mempunyai rantai karbon melingkar dengan gugus berbeda. Dalam hal ini yang mempunyai gugus keton dan hidroksil pada inti pirimidinya, yang diketahui bersifat toxic. Mimosin sering disebut leusenina, dengan rumus molekul C8H10O4N2. Dilihat dari strukturnya mimosin merupakan turunan dari protein , hal ini dicirikan oleh adanya unsur N pada strukturnya. Sebab hal yang membedakan antara protein dengan karbohodrat dan lemak secara struktural adalah adanya unsur N. Secara struktural mimosin hampir sama dengan tyrosin, tapi berbeda pada fungsinya. yaitu merupakan zat anti nutrisi ysng berada pada salah satu bahan pakan, dimana zat tersebut apabila dikonsumsi oleh ternak dapat menyebabkan penurunan penampilan hewan ternak tersebut. Bahkan pada salah satu zat ani nutrisi lain dapat menyebabkan kematian. Sedangkan tyrosin merupakan hormon yang berfungsi sebagai pencegah gondok. Mimosin banyak ditemukan pada tanaman famili leguminosa , yang terutama pada tanaman lamtoro atau petai ( Leucena Leucoceaphala ). Pada bagian biji sebanyak 1-4%, jiga terdapat pada bagian daun dan batang. Terdapat pula pada tanaman liar berbentuk perdu yaitu putri malu (Mimosa Pudica) juga famili legeuminosa yang dikenal sebagai tanaman semak belukar. Dimana tanaman tersebut diketahui banyak mengandung protein dan sangat bagus digunakan sebagai pakan ternak.diketahui pada tanaman tersebut mempunyai palatabilitas , yang tinggi ,pertumbuhannya cepat, mudah tumbuh dan mempunyai kandungan protein mencapai 25 – 30% , dan merupakan tumbuham yang hidup subur pada daerah tropis. Biasanya peternak menggunakan sistem “cut and carry” sebagai bahan pakan ternak ruminan. Sistem metabolisme mimosin dalam tumbuhan adalah sesuai dengan sistem metabolisme protein yang dihasilkan oleh tumbuhan tersebut (lamtoro) . Atau dengan kata lain mimosin terkandung dalam protein dalam daun maupun dalm biji lamtoro. Penelitian mendalam mengenai senyawa ini belum banyak dilakukan, beberapa ahli mendapatkan gejala keracunan. Menurut beberapa penelitian deangan 81
memberikan makanan pada percobaab tikus sebanyak 1% mimosin akan menyababkan gajala toxic dengan terjadinya alopecia, peghambatan pertumbuhan dan gejala memperpendak umur tikus. Percobaan lain menyatakan dengan esktrak lamtoro pada makanan tikus ternyata menyebabkan kerusakan pada folikel rambut, sehingga merusak rambut bersangkutan. Ternyata beberapa pengamat mensinyalir adanya gejala rontok rambut pada manusia bila makan bahan senyawa ini. Penelitian selanjutnya menyebutkan bahwa mimosin mempunyai efek yang membahayakan pada ternak baik itu pada ruminan maupun unggas. Pada dasarnya mimosin merupakan fakror penyabab terjadinya kekurangan darah (animea) pada tubh ternak , sehingga hal tersebut dapat menyebabkan gangguan–ganguan lain yang dapat menurunkan performen ternak. Sedang efek lain yang terjadi pada unggas adalah dapat menyababkan pertumbuhan terhambat, merontokkan bulu, katarak pada mata serta gangguan reproduksi. 7.3.6. Gosypol Gosypol merupakan salah satu dari sekian banyak zat anti nutrisi yang banyak terdapat pada pakan ternak., dan merupakan senyawa golongan polifenol dengan nama kimia 1,1’-6,6’-7,7’– heksahidroksi –5,5’–diisopropil–3,3’–dimetil (2,2’–binaflatena)– 8,8’–dikarboksaldehida yang lebih mudah disebut gosypol dengan rumus kimia C30H30O8. Gosypol adalah padatan berbentuk habkur kuning dengan bobot molekul 518,5. Gosypol memiliki gugus fungsional yang reaktif terhadap senyawa didalam tubuh terutama yang memiliki gugus amino dan ion besi sehingga mengangu reaksi biokimia tubuh. Gosypol adalah senyawa reaktif dan menunjukkan keasaman kuat yang dapat bertindak sebagai fenol ataupun aldehid, gosypol dengan asam dibasis membentuk garam netral bila dilarutkan dalam alkahi. Gosypol pada titk leleh suhu 1840C terkristalisasi dalam eter pada suhu 1990C dalam chloroform dan pada suhu 2140C dalam ligroin. Adanya interval yang banyak karena polimerfisma dari gosypol . Dalam bentuk kristal mudah larut dalam larutan organik dan sangat peka terhadap cahaya. Gosypol pada umumnya terdapat didalam biji-bijian seperti biji kapas, biji kapuk, ataupun biji okra, selain itu terdapaat pula pada 82
bagian lain dari tanaman seperti batang, daun, benang sari dan kulit kapas. Pada tanaman kapas sebagai salah satu penghasil bungkil yang merupakan penghasil protein dan energi yang tinggi bagi makanan ternak. Tetapi sangat disayangkan protein tersebut tidak dapat digunakn secara bebas oleh ternak (terutama ternak monogastrik) karena mengandung polifenol, gosypol bebas ataupun yang terikat dapat meracuni ternak yang memakanya. Gosypol bebas adalah yang paling berbahaya , bungkil biji kapas yang kaya akan gisypol mengandung gosypol ± 0,517% sedangkan gosypol yang terikat misalnya dengan senyawa FeSO4 tidak berbahaya. Dalam praktek 400 mg gosypol bebas per kg makanan dapat meimbulkan gejala keracunan dalam 6-8 minggu, Gejala-gejala keracunan tersebut erat hubungannya dengan konsentrasi dan waktu gosypol tersebut dimakan oleh ternak yang bersangkutan. Sedikit banyaknya jumah gosypol menyababkan keras dan warna hija kebiruan pada kuning telur. Efek gosypol terlihat nyata pada elir beberapa hari setelah ayam ersebut memakan gosypol. Bungkil biji kapas mengandung dua substansi yang menyebabkan kualitas telur jelek. Asam lemak cyclopropena, malvalic dan asam stercilic menyebabkan warna merah jambu pada putih telur jika ayam memakan minyak biji kapas. Albumen telur yang normal berwarna jernih dengan kunging tipis dimana hal tersebut berasal dari riboflafin, kadang riboflafin yang berlebihan dari ketetapan menyababkan putih telur yang dihasilkan berwarna agak lain, hal ini dapat diihindari dengan mengurangi pemberian riboflavin. Pemberian buungkil biji kapas pada yam petelur memberikan pengaruh terhadap kualitas telur, sedikiynya 0,001% gosypol bebas pada pakan ayam akan menyababkan pelunturan pada warna kuning. Minyak biji kapas mengandung asan lemak dengan rantai cyclopropena yang mana menyebabkan warna merah jambu pada putih telur , asam lemak ini juga yang menyababkan deposisi yang besar dari stearic dam asam palnitik didalam depot lemak. Jadi telur dan lemak badan dari ayam yang mengkonsumsi minyak biji kapas memiliki asam stearic lebih besar dibandingkan dengan ayam yang memakan lemak yang lain dari makanannya. Pengelolaan biji kapas yang baik dapat menghilangkan gosypol sehingga aman digunakan dalam jumlah tertentu untuk pakan ayam. Bungkil yang memiliki kandungan minyak yang sedikit sangat
83
baik untuk menccegah terjadinya warna merah jambu pada putih telur. Gosypol dapat lepas dari kelenjar pigmen dengan mengekstrak bungkil dengan campuran azeoptropic hexena, aceton dan air (44 : 53 :5) tetapi proses ini tidak digunakan secara komersial. Besi mempunyai sifat ditosinasi bila ditambahkan dalam makanan yang mengandung gosypol ataupun diberikan dalam air minum, karena preparat Fe dapat menyebabkan gosypol tersebut menjadi tidak larut. Dosis penambahan preparat besi Fe : Gosypol = 1 : 1 dan dosis yang lebih rendah tersebut dapat memngurangi penurunan berat badan tetapi tidak dapat mencegah keracunan . sebaliknya dosis Fe yang terlalu tinggi pun sampai 3200 mg Fe/kg makanan juga dapat merugikan, menurunkan bobot badan walaupun gejala keracunan dapat diobati. Preparat Fe harus yang larut, bentuk ferro preparat yang tidak larut tidak akan ada gunanya untuk mencegah keracunan gosypol. Kalsium hidroksida dapat pula mencegah terjadinya keracunan seperti halnya preparat Fe bila ditambahkan dalam biji kapas dalam bentuk larutan. Cara pencegahan yang lain adalah dengan berbagai perlakuan dalam proses ektrasi lemaknya. Dalam pengeluaran lemak secara mekanis proses tersebut akan lebih mudah/baik jika biji kapas terlebih dahulu dipanasi (dengan uap panas) sambil diperas/pres. Panas tersebut akan memecah kelenjar resin dimana gosipol tersebut tersimpan. Dengan pecahnya kelenjar tersebut gosypol keluar bersama lemak/minyak dan menyebar bercampur dengan protein biji. Protein dan gosypol membentuk ikatan kompleks terutama karena gosypol berkaitan dengan asam amino bebas lisin dari protein yang bersangkutan. Protein kompleks tersebut kurang dapat dicerna oleh enzim-enzim protease sehingga gosypol tersebut tidak dapat diserap, dengan demikian nilai gizi dari protein yang diharapkan dari biji kapas tersebut pun menjadi turun. Prosesing tersebut tidak hanya menurunkan daya guna lisin tapi juga valin, treonin, leusin dan methionin. Prepres solven adalah cara yang menghasilkan bungkil yang rendah akan gosypol bebas dan kualitas protein yang relatif baik. Sedangkan ekstraksi langsung dengan pelarut (biasanya dengan hexana) menghasilkan bungkil yang banyak mengandung gosypol bebas tetapi kualitas proteinnya tinggi. Penggantian makanan yang mengandung gosypol adalah jalan yang lebih baik menghilangkan gosypol dalam tubuh dibandingkan penambahan preparat Fe, lagi pula penambahan preparat Fe saja tidak
84
dapat meghilangkan secara tuntas gosypol yang telah dideposit kedalam hati. 7.3.7. Tannin Tannin merupakan senyawa polifenolik dengan bobot molekul yang tinggi dan mempunyai kemampuan mengikat protein. Tannin terdiri dari katekin, leukoantosiannin dan asam hidroksi yang masingmasing dapat menimbulkan warna bila bereaksi dengan ion logam. Senyawa-senyawa yang dapat bereaksi dengan protein dalam proses penyamakan kulit kemungkinan besar terdiri dari katekin dengan berat molekul yang sedang, sedangkan katekin dengan berat molekul yang rendah ditemukan pada buah-buahan dan sayuran. Katekin dan epikatekin saling merupakan isomer, yaitu pada katekin, hidroksilhidroksil pada cincin benzena berbentuk trans, sedangkan pada epikatekin berbentuk cis. Tannin tidak dapat mengkristal berbentuk senyawa koloid. Tannin disebut juga asam tanat dan asam galotanat. Tannin mulai tidak berwarna sampai berwarna kuning atau coklat. Asam tanat yang dibeli di pasaran mempunyai bobot molekul 1.701 dan kemungkinan besar terdiri dari pengambilan molekul asam galat dan sebuah molekul glukosa. Tannin terdiri dari dua kelompok, yaitu condensed tannin dan hydrolizable tannin. Kelompok condensed tannin merupakan tipe tannin yang terkondensasi, tahan terhadap degradasi enzim, tahan terhadap hidrolisa asam, dimetilasi dengan penambahan metionin, sering kompleks susunannya dan banyak dijumpai dalam biji-bijian sorghum. Condensed tannin diperoleh dari kondensasi flavanolflavanol seperti catechin dan epicatechin, tidak mengandung gula dan mengikat protein sangat kuat sehingga menjadi rusak. Hydrolisable tannin mudah terhidrolisis oleh asam-asam alkali serta enzim, menghasilkan glukosa dan asam aromatik yaitu asam galat dan asam ellagat, terdiri dari residu gula-gula. Hydrolizable tannin disebut sering juga dengan asam galat karena merupakan senyawa karbohidrat yang terdiri dari molekul glukosa dan 10 asam galat. Hydrolizable tannin terdiri dari dua macam, yaitu gallotannin dan ellagitannin. Gallotannin merupakan senyawa ester dari glukosa dengan asam galat. Ellagitannin merupakan ester dari glukosa dengan asam ellagat (asam heksahidroksifelat). Contoh hydrolizable tannin adalah asam klorogenik yang termasuk dalam kelompok gallic acid.
85
Tannin mempunyai kemampuan mengendapkan protein, karena tannin mengandung sejumlah kelompok fungsional ikatan yang kuat dengan molekul protein dan menghasilkan ikatan silang yang besar dan kompleks yaitu protein-tannin. Terdapat tiga mekanisme reaksi antara tannin dengan protein sehingga terjadi ikatan yang cukup kuat antara keduanya, yaitu : 1. Ikatan hidrogen dengan gugus OH pada tannin dan gugus reseptornya. Misalnya antara NH dengan OH pada protein. 2. Ikatan ion antara gugus anion pada tannin dengan gugus kation pada protein. 3. Ikatan cabang kovalen antara quinon dan bermacam-macam gugus reaktif pada protein Ikatan diatas menyebabkan tannin akan segera mengikat protein pakan dalam saluran pencernaan dan menyebabkan pakan menjadi sulit dicerna oleh enzim-enzim pencernaan. Interaksi tannin dengan protein dalam ludah (saliva) dan glikoprotein dalam mulut menyebabkan rasa mengkerut (menyempit) pada mulut. Pencegahan yang dapat dilakukan untuk menghilangkan pengaruh tannin adalah dengan perendaman dalam air, perendaman dalam larutan alkali, cara mekanis dan suplementasi donor methil. Perendaman dengan air dapat dilakukan dengan air suling dengan suhu 30oC selama 24 jam, yang dapat menurunkan kadar tannin sebanyak 31 persen. Perendaman dengan larutan alkali dapat dilakukan dengan larutan NaOH dan KOH 0,05M pada suhu 30oC selama 24 jam, yang dapat menurunkan kadar tannin sebanyak 75 sampai dengan 85 persen. Larutan alkali yang paling efektif untuk menetralisasi tannin adalah larutan kapur (CaO) 1 persen selama 10 menit. Larutan CaO akan membentuk Ca(OH)2 dalam air, sehingga senyawa polifenol diduga akan diikat oleh ion Ca2++ dengan ikatan ionik, pertukaran ion atau mengalami penguraian. Larutan alkali lain yang dapat digunakan antara lain adalah K2CO3, NH4OH dan NaHCO4. Pengurangan tannin dengan cara mekanis dapat dilakukan dengan penyosohan dengan mengupas pericarp pada sorghum. Apabila pakan yang mengandung tannin terlanjur dikonsumsi oleg ternak dapat diberikan tambahan donor methil, seperti metionin, kholin, arginin dalam bentuk murni. Donor methil berfungsi sebagai detoksifikasi tannin karena mengandunng gugus methil labil yang dapat ditransfer dalam tubuh serta menyebabkan metilasi asam galat hasil hidrolisis tannin. 86
7.3.8. Patulin Patulin adalah sebuah hemiacetal lactone yang dihasilkan oleh beberapa spesies dalam genus aspergillus, penicillum, dan bhyssoclamys. Jamur-jamur tersebut umumnya terdapat pada buahbuahan, seperti apel, jeruk, anggur dan serealia (beras, jagung, gandum dan shorgum) Racun tersebut selain beracun bagi tanaman inang, juga bagi hewan dan memiliki aktivitas yang berpotensi antibiotik. Hampir semua jenis jamur penghasil patulin dapat diketahui pada tahun 1940–an pada saat penelitian antibiotik sedang intens dilakukan. Patulin pada jamur dibentuk melalui jalur biosintesis polietida. Prokusor pembetukan patulin adalah tetra ketida A yang mengalami deoksigenasi menjadi 6-asam metil salisilat. Patulin murni berbentuk kreistal rectanguler, tidak berwarna sampai putih., titik didihnya 110,50C tidak stabil dalam basa dan akan kehilangan aktivitas biologisnya, stabil dalam asam , larut dalam etanol, eter. Klorofom, ethyl esetat dan ber flourosensi pada penyinaran dengan sinar ultra violet. Patulin merupakan Mycotoxin yang relatif berbahaya. Penemuan di lapangan pada spesies laboratorium mengindikasikan bawa nilai LD50 dari bobot badan berkisar dari 10–35 mg/kg tergantung pada spesies ternak dan rute pemberian dan penyebarannya gejala keracunan lebih lambat melalui rute/alur oral dibanding alur injeksi. Pada unggas kandungan LD50 adalah 170 mg/kg. Efek racun yang utama adalah ascites, hydro thorax dan pulmonary edema juga mengakibatkan iritasi kulit serta perkembangan luka pada daerah injeksi subcutan. Pada tingkat molekuler, patulin menghambat respirasi aerobik, permeabilitas membran, dan aktivitas ATP-ase. Ketika berinteraksi dengan sulfidryl yang mengandung asam–asam amino seperti sistein ketika pemecahan, ikatan yang terbentuk bersifat racun. Patulin juga bersifat racun pada bekteri, protozoa dan jamur. Pada kenyataannya meskipun telah diuji kemungkinan penggunaan antibiotik pada manusia secara ekstensif tapi terbukti menjadi terlalu beracun. Meskipun terbukti menghambat pertumbuhan bakteri dan protozoa, namun toxinitasnya dalam rumen atau microflora intesnital/usus belum dapat dipastikan. Beberapa peneliti berspekulasi bahwa ingesti patulin akan dapat merusak gastrointesnital mikroflora. Belum ada study metabolisme ternak terkait dengan hal tersebut. 87
Study pada tikus menngindikasikan metabolisme yang cepat dan pemusnmahan. Oleh karena itu dapat diperkirakan bahwa patulin memiliki potensi yang rendah untuk meninggalkan residu dalam bahan pakan alami ternak. Pada pengujian dengan menggunakan tikus jantan yang diberi makanan yag megandung patulin dapat diketahui bahwa LD50 patulin adalah sebesar 29 mg/kg dan setelah 2 hari sejak pemberian patulin semua tikus mati dan didapatkan adanya pembengkakan perut karena terisi penuh cairan, pada penelitian lain dengan cara injeksi patulin ke otot tikus didapat bahwa patulin mempunyai LD50 sebesar 0,3 sampai 0,7 mg/20 gram berat tikus. Upaya pencegahan terhadap timbulnya racun tersebut dapat dilakukan dengan cara mencegah infeksi atau tumbuhnya jamur dapat dilakukan dengan mengatur kondisi penyimpanan bahan sehingga jamur tidak dapat tumbuh. Pencegahan patulin dapat dilakukan dengan cara : 1. Mengurangi kontaminan dari lapangan dengan menjaga kebersihan bahan yang diterima dan pemanenan. Khususnya berupa buah-buahan sebaiknya diadakan pembersihan lebih dahulu sebelum disimpan. 2. Iradiasi sinar gamma sebanyak 200 krad dapat menghambat pertumbuhan Penicillium expansum dan Penicillium patulum. 3. Bahan disimpan dalam keadan dibawah atmosfer (Sub atmosfer) yaitu sekitar 160 mm Hg akan menghambat pertumbuhan fungsi dan penghasilan patulin. 7.3.9. Asam Penisilat Asam penisilat tergolong mikotoksin yang dihasilkan oleh jenis fungi Penicilium maupun Aspergilus. Sering dimasukkan dalam antibiotika, namun mikotoksin tersebut dapat menyebabkan penyakit atau toksik maupun kelainan pertumbuhan. Asam penisilat termasuk mikotoksin yang dihasilkan memalui jalur asetat-malonat. Menurut komponen asam penisilat tergolong komponen yang mempunyai lakton. Selain terdapat pada beberapa biji-bijian hasil pertanian, ditemukan pula dalam jumlah kecil pada keju, tembakau dan sejenisnya. Golongan penicilium penghasil asam peniilat antara lain: P. martensii, P. Puberlum, P. Thomii, P. ciklopium, P. barnense, P. fenelii, P. stoloniperum, P. Madrati; golongan aspergilus, antara lain:
88
A. ochraceus, A. ostianus, A. sulphureus (A. auiricumus), A. melleus, A. scleretiorum dan A. allieaceus. Dengan hewan percobaan dapat dibuktikan bahwa asam penisilat dapat menyebabkan kanker (bersifat karsinogenek). Sifat karsinogenik khususnya menyerang bagian tulang, maka disebut sarkomagenik. Dan pada embrio ayam, dapat menyebabkan pertumbuhan yang tidak normal sehingga asam penisilat bersifat teratogenik. Penyakit tersebut dapat dicegah dengan : 1. Asam penisilat yang dihasilkan jenis fungi golongan peniilia dan aspergilia pada bahan pangan terutama jagung, maka perlakuan bahan tersebut dilapangan, dan penyimpangan sebaiknya dalam keadaan cukup kering untuk menghindari pertumbuhan fungi. 2. Dapat dilakukan dengan pemanasan atau pemasukan suhu sekitar mendidih, yang paling banyak dianjurkan sekitar 90 sampai 1000C. 3. Senyawa bergugus –SH (sistein, glatation dan lainnya) dapat menginaktifkan gugus cabang metil tak jenuh, sehingga sangat memungkinkan bahan sejenis mengurangi toksisitas asam penisilat. 7.3.10. Solanin Solanin merupakan senyawa golongan glikosida yang diketahui sebagai antienzime, yaitu penghambat enzim e kholinesterae. Solanin banyak ditemukan pada tanaman yang tergolong dalam suku Solanacea yang kebanyakan berupa terna berbatang basah, jarang berupa semak atau pohon , atau umuimnya pada kentang-kentangan. Dengan speciesnya adalah : Solanum dulcamara L,Solanum ningrum L dan Solanum teburosum L. Rumus bangun dari solanin adalah : Pada tanaman tertentu mempunyai antienzime ini, terutama telah dikatahui pada kentang-kentangan, dengan kandungan solanin sebanyak 3-6 mg/100 g kentang. Beberapa penyelidik mendapatkan zat ini pada jenis clover (trivolium repens) yang sering digunakan sebagai makanan ternak . Keberadaan solanin pada masing-masing species kentang akan berbeda sebagai mana berikut : Solanum ducamara L merupakan tanaman setengah terna setangh semak. Batang gundul ,sering memanjat, dapat mencapai tinggi sampai 2 mm, doiameter 1-2 cm, kalau tua berkayu. Daun bertangkai bulat telur sampai bangun lanset , ujung runcing atau meruncing, pangkal bangun
89
jantung, daun yang dibagian atas tidak jarang bertelinga atau bangun tombak. Tumbuhan ini tersebar dimana-mana di Eropa, Afrika Utara, Tiongkok, dan jepang , biasanya ditempat-tempat yang lembab, ditepi sungai dan lain-lain. Musim bunga bulan Juni-agustus. Dari tumbuhan ini yang diambil batangnya yang disebut Stipite dulcamarae, rasanya manis-manis pahit (dulcis = manis,amarum = pahit), mengandung gulkoalkaloida : solanin 0,3% dll, bahan ini digunakan untuk pembuatan obat-obat guna mengurangkan gangguan –gangguan rematik. Solanin adalah senyawa golongan glikosida yang merupakan hasil dari proses esterifikasi atau kondensasi hidrogen dari gugus hidroksil, yang terikat pada atom karbon pertama dari glukosa dengan alkohol atau fenol. Glikosida ini berbahaya jika terhidrolisa lebih dahulu, yang dapat terjadi lebih cepat oleh adanya enzimeyang biasanya tedapat pada tanaman. Jika enzim diinaktifkan maka tanaman dapat dimakan tanpa bahaya. Bila kadar glikosa tinggi , tanaman harus direbus dahulu sebalum diberikan pada ternak. Karena umumnya panas dapat menginaktifkan enzime. Beberapa dampak dari penggunaan atau pengkonsumsian solanin terhadap makhluk hidup tergantung kadarnya. Semakin banyak maka dampaknya akan semakin fatal dan luas, beberapa dampak tersebut antara lain : dengan kadar 38-45 mg solanin per 100 gr bahan akan mengakibatkan gangguan saraf dan fatal bagi manusia. Dari penelitian diperoleh kenyataan bahwa pada kentang yang baru dipanen terdapat solanin sebanyak 180 mg/kg (180 ppm), menurut pengamatan ini, keracunan pada manusia akan terjadi pada kadar sekitar 840 mg/kg (840 ppm). Penyelidikan lain menyebutkan solanin tidak mudah rusak dengan pemanasan biasa. Dua dampak yang mendasar dari solanin yang umumnya terdapat dalam kentang ini adalah iritasi terhadap bagian usu halus yang menyebabkan penyerapan terganggu, disamping terjadinya ketegangan sistem saraf. Kandungan solanin dalam tubuh yang terlalu banyak setidaknya menyebabkan penurunan penyerapan oleh alat pencernaan dalam tubuh, solanin yang terhidrolisa akan menyebabkan terbentuknya solanidine yang merupakan racun,dan penyerapan kembali yang dilakukan tubuh dari ekresi metabolisme yang berupa urin dan feses.
90
Dari berbagai uraian diatas dapat diketahui bahwa untuk meminimalkan kandungan solanin dalam bahan pangan sehingga dapat dikonsumsi dengan aman oleh makhluk hidup yaitu dengan jalan pemanasan terlebih dulu agar enzim dalam kentang tidak aktif sehingga tidak sampai terjadi hidrolisa pada senyawa yang tergolong glikosida ini. Disamping itu pemilihan kentang yang tidak terlalu muda juga menghindari dampak keracunan.
91
BAB 8 EVALUASI PAKAN Pakan yang akan diberikan pada ternak harus diuji dulu dengan beberapa uji, yaitu: uji fisik, kimiawi dan biologi. Uji-uji tersebut bertujuan untuk mengetahui apakah pantas, berguna, berkualitas, ekonomis suatu pakan diberikan pada ternak. Semua uji saling berkaitan, sebagai contoh secara kimiawi pakan ternak memenuhi syarat nutrisi yang diperlukan ternak tetapi melalui uji ekonomi didapatkan bahwa pengeluaran untuk pembuatan pakan sangat tinggi. Dapat disimpulkan pakan tersebut akan tidak feasibel diberikan pada ternak. 8.1. Evaluasi Pakan dengan Uji Fisik Uji ini dilakukan secara fisik dengan bermacam-macam cara, yaitu: menguji tingkat kehalusan bahan baku pakan, kekerasan pellet, daya tahan selama penyimpanan. Uji kehalusan bahan baku pakan dilakukan dengan menggiling bahan baku pakan sampai halus. Semakin banyak bagian bahan pakan yang halus, semakin baik bahan pakan tersebut. Semakin halus bahan pakan menyebabkan semakin memudahkan untuk pembuatan pellet yang berkualitas. Beberapa bahan baku pakan sulit menjadi halus dikarenakan beberapa faktor, antara lain yaitu kandungan serat kasar, kandungan air dan kekerasan bahan pakan. Semakin tinggi kandungan serat kasar, semakin sukar untuk digiling menjadi halus. Demikian juga semakin tinggi kadar air, semakin jarang diperoleh bahan bakau yang halus. Semakin lunak bahan pakan akan mendapatkan bahan baku yang halus yang relatif banyak. Uji kekerasan pellet dilakukan untuk memeperoleh pellet yang dapat bertahan lama di dalam air. Semakin keras pellet akan semakin lama pellet tersebut bertahan di dalam air. Uji kekerasan pellet dilakukan dengan cara memberi beban pada pellet dengan berat beban tertentu sampai hancur. Semakin tahan dalam menahan beban maka pellet tersebut semakin baik. Pellet yang keras umumnya berasal dari pencampuran bahan baku pakan yang relatif lebih halus. Uji daya tahan selama penyimpanan dilakukan dengan menyimpan pellet tersebut dalam periode tertentu. Semakin awet, tidak hancur dan tidak tumbuh jamur pada pellet tersebut, semakin baik dan berkualitas pellet tersebut. Daya tahan pellet dapat disiasati 92
dengan beberapa cara, antara lain yaitu dengan mempergunakan perekat, lama pengeringan yang optimal dan merata dan memperbesar ukuran pellet seoptimal mungkin. Pellet umumnya di buat dari campuran beberapa macam bahan pakan dan umumnya kemudian ditambahkan perekat baik alami maupun kimiawi. Salah satu bahan perekat yang murah dan mudah didapat adalah kanji yang berasal dari tepung tapioka. Lama pengeringan juga menentukan keras tidaknya pellet. Semakin lama dilakukan pengeringan akan semakin keras pellet tersebut, problemnya adalah akan mengurangi kandungan nutrisi pellet. Demikian juga pengeringan dengan suhu yang semakin tinggi akan menyebabkan pellet akan cepat menjadi keras. Problemnya adalah sama dengan lama pengeringan yaitu turunnya kandungan nutrisi, disamping akan didapatkan kekerasan pada pellet yang tidak merata, bagian luar pellet keras tetapI bagian dalam pellet belum terlalu keras. Salah satu jalan adalah dengan mencari waktu lama pengeringan yang optimal dengan suhu yang tidak terlalu tinggi. Dengan kondisi tersebut akan didapatkan pellet dengan tingkat kekerasan yang optimal dan kekerasan yang merata. 8.2. Uji kimiawi Uji kimiawi dilakukan untuk mengetahui kandungan nutrisi suatu bahan pakan. Umumnya kandungan nutrisi yang diamati meliputi energi, protein dan asam amino, lemak, serat kasar, abu dan mineral terutama kalsium dan fosfor, dan air. Kandungan energi dapat diperoleh dengan menggunakan bom kalorimeter. Kebutuhan energi yang digunakan untuk penyusunan pakan ternak besar seperti sapi dan kambing adalah berbasiskan pada Energi Tercerna (Digestible Energy). Sedangkan pada ternak kecil seperti unggas berbasiskan Energi Termetabolismekan. Digestibel energy diperoleh setelah mengurangkan kandungan energi bruto pakan dengan energi feses ternak. Metabolisme energi didapatkan dari mengurangkan Digestible energy dengan energi urin atau energi bruto pakan dengan energi ekskreta pada unggas. Sedangkan kandungan nutrisi yang lain dapat diperoleh dengan menggunakan analisa proksimat. Cara memperoleh kandungan nutrisi tersebut dapat diterangkan dibawah ini.
93
8.2.1. Analisa Energi Analisa energi dapat menggunakan bom kalorimeter. Kebutuhan energi yang digunakan untuk penyusunan pakan ternak besar seperti sapi dan kambing adalah berbasiskan pada Energi Tercerna (Digestible Energi). Sedangkan pada ternak kecil seperti unggas berbasiskan Energi Termetabolismekan. Digestibel energi diperoleh setelah mengurangkan kandungan energi bruto pakan dengan energi feses ternak. Metabolisme energi didapatkan dari mengurangkan Digestible energy dengan energi urin atau energi bruto pakan dengan energi ekskreta pada unggas. Cara pengamatan kandungan energi dapat dikemukakan dibawah ini. A. Cara pengamatan kandungan energi di laboratorium 1. Bahan dan alat Pakan dan feses hasil dari pengamatan di lapangan, aquades, oksigen, larutan NaOH 0,1 N, indikator methylred, kain pembersih dan kertas tissue, bom kalorimeter, alat pembuat pellet, timbangan analitis Sartorius, pinset, gunting, beaker glass 80 ml, crucible, buret 1 ml, kawat penghubung, stirrer yang dihubungkan dengan stabilisator, unit pembakar, dan timer. 2. Cara kerja 1. Sampel ditimbang dengan berat kurang lebih 1 gram dan dibuat pellet. 2. Kawat ditimbang (dengan panjang berkisar 7 sampai 10 cm) 3. Pembuatan pellet dilakukan dengan kawat terselip di dalam kapsul (crucible). 4. Ujung-ujung kawat dipasang berhubungan dengan bom, dengan catatan pemasangan kawat tidak boleh menyentuh dinding kapsul. 5. Air ditimbang sebanyak 2.000 gram dan dimasukkan ke dalam tabung. 6. Bom diisi dengan 1 ml aquades. 7. Bom yang sudah berisi contoh kemudian ditutup rapat. 9. Mula-mula bom diisi dengan 5 atm O2, kemudian dikeluarkan lagi dengan perlahan. Bom yang bersih dari gas-gas selain O2 selanjutnya diisi kembali dengan 25 sampai dengan 30 atm O2.
94
10. Bom dimasukkan ke dalam tabung (bucket) yang telah berisi air 2.000 gram. 11. Aliran listrik dihubungkan ke dalam bom. 12. Tabung (bucket) dimasukkan ke dalam jacket dan ditutup. 13. Stirrer dipasang dan dihidupkan dengan aliran listrik. 14. Suhu dicatat selama 5 menit, diperiksa tiap-tiap menit sampai suhu pada termometer menjadi konstan. 15. Suhu awal dicatat setelah 5 menit dan tombol pembakar ditekan. 16. Suhu akhir dicatat setelah 10 menit, dan diperiksa tiaptiap menit. 17. Aliran listrik dimatternak. 18. Tutup jacket dibuka dan bom kalorimeter dibuka. 19. Oksigen dikeluarkan dari bom secara perlahan selama kira-kira 1 menit. 20. Sisa kawat yang melekat dilepas dan ditimbang dengan teliti. 21. Bagian dalam bom dan kapsul dicuci dengan aquades dan air cucian ditampung dalam beaker glass kapasitas 100 ml. Jumlah larutan cucian lebih kurang 60 ml. 22. Ditambahkan indikator methyl red 3 tetes. 23. Dititrasi dengan NaOH 0,1 N. 24. Jumlah ml NaOH 0,1 N yang diperlukan dicatat sampai terjadi perubahan warna. 3. Perhitungan : Energi bruto = (oF) (W) - 13,8 (ml NaOH) (N) - Kawat (1400) Berat sampel (gram) = kal/gram Keterangan : t = suhu (oF) W = Nilai kesetaraan panas air bom N = Normalitas NaOH Kawat = Berat sisa kawat yang digunakan 1400 = Nilai energi kawat (kal/gram) Kandungan energi pakan yang diperoleh kemudian dikurangkan dengan kandungan energi feses. Hasil ini belum menunjukkan kandungan energi tercerna yang sebenarnya atau ini hanya kandungan energi tercerna semu karena masih belum 95
memperhitungkan kandungan energi endogenous yaitu energi yang berasal dari mukosa usus, enzim, dan lain-lain dari dalam tubuh. Untuk memperoleh kandungan energi tercerna sejati harus dilakukan penelitian dengan memperhitungkan energi endogenous. B. Cara pengamatan energi metabolis semu 1. Cara pengamatan di kandang metabolis 1. Ayam jantan dewasa yang sehat dipilih dan dternakdangkan secara individu sebanyak 24 ekor, dengan rincian untuk 4 perlakuan dan 6 ulangan untuk pengujian bungkil biji karet. 2. Ayam-ayam tersebut dipuasakan selama 24 jam untuk mengosongkan saluran pencernaannya, tetapi diberi air minum secara bebas. 3. Bungkil biji karet yang hendak diuji ditimbang sebanyak 40 gram dan dimasukkan langsung kedalam tembolok dengan alat suntternak ataupun selang (tunnel and plunger) yang dapat memaksakan semua pakan masuk kedalam tembolok. 4. Ekskreta dari ayam yang diberi pakan kemudian dikumpulkan selama 24 jam. 5. Ekskreta tersebut kemudian dibekukan, dikeringkan dan selanjutnya dianalisa kadar nitrogennya dan energi. 2. Cara pengamatan kandungan energi di laboratorium 1. Bahan dan alat - Ekskreta hasil dari pengamatan di kandang metabolis - Aquades - Oksigen - Larutan NaOH 0,1 N - Indikator methylred - Kain pembersih dan kertas tissue - Bom kalorimeter - Alat pembuat pellet - Timbangan analitis Sartorius - Pinset - Gunting - Beaker glass 80 ml - Crucible - Buret 1 ml - Kawat penghubung - Stirrer yang dihubungkan dengan stabilisator 96
- Unit pembakar - Timer 2. Cara kerja 1. Sampel ditimbang dengan berat kurang lebih 1 gram dan dibuat pellet. 2. Kawat ditimbang (dengan panjang berkisar 7 sampai 10 cm) 3. Pembuatan pellet dilakukan dengan kawat terselip di dalam kapsul (cricible). 4. Ujung-ujung kawat dipasang berhubungan dengan bom, dengan catatan pemasangan kawat tidak boleh menyentuh dinding kapsul. 5. Air ditimbang sebanyak 2.000 gram dan dimasukkan ke dalam tabung. 6. Bom diisi dengan 1 ml aquades. 7. Bom yang sudah berisi contoh kemudian ditutup rapat. 8. Mula-mula bom diisi dengan 5 atm O2, kemudian dikeluarkan lagi dengan perlahan. Bom yang bersih dari gas-gas selain O2 selanjutnya diisi kembali dengan 25 sampai dengan 30 atm O2. 9. Bom dimasukkan ke dalam tabung (bucket) yang telah berisi air 2.000 gram. 10. Aliran listrik dihubungkan ke dalam bom. 11. Tabung (bucket) dimasukkan ke dalam jacket dan ditutup. 12. Stirrer dipasang dan dihidupkan dengan aliran listrik. 13. Suhu dicatat selama 5 menit, diperiksa tiap-tiap menit sampai suhu pada termometer menjadi konstan. 14. Suhu awal dicatat setelah 5 menit dan tombol pembakar ditekan. 15. Suhu akhir dicatat setelah 10 menit, dan diperiksa tiaptiap menit. 16. Aliran listrik dimatternak. 17. Tutup jacket dibuka dan bom kalorimeter dibuka. 18. Oksigen dikeluarkan dari bom secara perlahan selama kira-kira 1 menit. 19. Sisa kawat yang melekat dilepas dan ditimbang dengan teliti.
97
20. Bagian dalam bom dan kapsul dicuci dengan aquades dan air cucian ditampung dalam beaker glass kapasitas 100 ml. Jumlah larutan cucian lebih kurang 60 ml. 21. Ditambahkan indikator methyl red 3 tetes. 22. Dititrasi dengan NaOH 0,1 N. 23. Jumlah ml NaOH 0,1 N yang diperlukan dicatat sampai terjadi perubahan warna. 3. Perhitungan : Energi bruto = (oF) (W) - 13,8 (ml NaOH) (N) - Kawat (1400) Berat sampel (gram) = kal/gram Keterangan : t = kenaikan suhu (oF) W = Nilai kesetaraan panas air bom N = Normalitas NaOH Kawat = Berat sisa kawat yang digunakan 1400 = Nilai energi kawat (kal/gram) 3. Perhitungan kandungan energi metabolis semu terkoreksi nitrogen AMEn = (IE - (FEn + UEn) fed) Keterangan : AMEn = Energi metabolis yang telah dikoreksi dengan keseimbangan nitrogen. IE = Energi bruto dari 1 kg bahan pakan yang dikonsumsi (kcal/kg). (FEn + UEn) fed = Energi dari 1 kg ekskreta pada ayam yang tidak diberi pakan (dipuasakan selama 24 jam kemudian diberi pakan dan ekskretanya ditampung selama 24 jam) dengan memakai koreksi nitrogen (kcal/kg), dimana ini dapat (FEn + UEn) diperoleh dengan : (FEn + UEn) = (FE + UE) - IN - (FN + UN) * 8,73 Keterangan : (FE + UE) IN
= Energi total dari 1 kg ekskreta (kcal/kg) = Jumlah nitrogen dalam I kg bahan pakan yang dikonsumsi (gram) 98
(FN + UN) 8,73
= Jumlah nitrogen dalam 1 kg ekskreta (gram) = Jumlah energi bruto nitrogen per gram (cal/gram)
C. Cara pengamatan kandungan energi metabolis sejati 1. Cara pengamatan di kandang metabolis 1. Ayam jantan dewasa yang sehat dipilih dan dternakdangkan secara individu sebanyak 30 ekor, dengan rincian untuk 4 perlakuan dan 6 ulangan untuk pengujian bungkil biji karet dan khusus 6 ekor ayam untuk tetap dipuasakan tanpa diberi pakan. 2. Ayam-ayam tersebut dipuasakan selama 24 jam untuk mengosongkan saluran pencernaannya, tetapi diberi air minum secara bebas. 3. Bungkil biji karet yang hendak diuji ditimbang sebanyak 40 gram dan dimasukkan langsung kedalam tembolok dengan alat suntternak ataupun selang (tunnel and plunger) yang dapat memaksakan semua pakan masuk kedalam tembolok. 4. Sejumlah 6 ekor ayam lainnya tetap dipuasakan. 5. Ekskreta dari ayam yang diberi pakan maupun yang dipuasakan kemudian dikumpulkan selama 24 jam. 6. Ekskreta tersebut kemudian dibekukan, dikeringkan dan selanjutnya dianalisa kadar nitrogennya dan energi. 2. Cara pengamatan kandungan energi di laboratorium 1. Bahan dan alat a. Ekskreta hasil dari pengamatan di kandang metabolis b. Aquades c. Oksigen d. Larutan NaOH 0,1 N e. Indikator methylred f. Kain pembersih dan kertas tissue g. Bom kalorimeter h. Alat pembuat pellet i. Timbangan analitis Sartorius j. Pinset k. Gunting l. Beaker glass 80 ml m. Crucible 99
n. Buret 1 ml o. Kawat penghubung p. Stirrer yang dihubungkan dengan stabilisator q. Unit pembakar r. Timer 2. Cara kerja a. Sampel ditimbang dengan berat kurang lebih 1 gram dan dibuat pellet. b. Kawat ditimbang (dengan panjang berkisar 7 sampai 10 cm) c. Pembuatan pellet dilakukan dengan kawat terselip di dalam kapsul (cricible). d. Ujung-ujung kawat dipasang berhubungan dengan bom, dengan catatan pemasangan kawat tidak boleh menyentuh dinding kapsul. e. Air ditimbang sebanyak 2.000 gram dan dimasukkan ke dalam tabung. f. Bom diisi dengan 1 ml aquades. g. Bom yang sudah berisi contoh kemudian ditutup rapat. h. Mula-mula bom diisi dengan 5 atm O2, kemudian dikeluarkan lagi dengan perlahan. Bom yang bersih dari gas-gas selain O2 selanjutnya diisi kembali dengan 25 sampai dengan 30 atm O2. i. Bom dimasukkan ke dalam tabung (bucket) yang telah berisi air 2.000 gram. j. Aliran listrik dihubungkan ke dalam bom. k. Tabung (bucket) dimasukkan ke dalam jacket dan ditutup. l. Stirrer dipasang dan dihidupkan dengan aliran listrik. m. Suhu dicatat selama 5 menit, diperiksa tiap-tiap menit sampai suhu pada termometer menjadi konstan. n. Suhu awal dicatat setelah 5 menit dan tombol pembakar ditekan. o. Suhu akhir dicatat setelah 10 menit, dan diperiksa tiaptiap menit. p. Aliran listrik dimatternak. q. Tutup jacket dibuka dan bom kalorimeter dibuka. r. Oksigen dikeluarkan dari bom secara perlahan selama kira-kira 1 menit.
100
s. Sisa kawat yang melekat dilepas dan ditimbang dengan teliti. t. Bagian dalam bom dan kapsul dicuci dengan aquades dan air cucian ditampung dalam beaker glass kapasitas 100 ml. Jumlah larutan cucian lebih kurang 60 ml. u. Ditambahkan indikator methyl red 3 tetes. v. Dititrasi dengan NaOH 0,1 N. w. Jumlah ml NaOH 0,1 N yang diperlukan dicatat sampai terjadi perubahan warna. 3. Perhitungan : Energi bruto = (oF) (W) - 13,8 (ml NaOH) (N) - Kawat (1400) Berat sampel (gram) = kal/gram Keterangan : t = kenaternak suhu (oF) W = Nilai kesetaraan panas air bom N = Normalitas NaOH Kawat = Berat sisa kawat yang digunakan = Nilai energi kawat (kal/gram) Perhitungan kandungan energi metabolis sejati terkoreksi nitrogen : TMEn = (IE - (FEn + UEn) fed) + (FEn + UEn) unfed Keterangan : TMEn = Energi metabolis yang telah dikurangi energi endogen dalam ekskreta yang dikoreksi dengan keseimbangan nitrogen. IE = Energi bruto dari 1 kg bahan pakan yang dikonsumsi (kcal/kg). (FEn + UEn) fed = Energi dari 1 kg ekskreta pada ayam yang tidak diberi pakan (dipuasakan selama 24 jam kemudian diberi pakan dan ekskretanya ditampung selama 24 jam) dengan memakai koreksi nitrogen (kcal/kg). (FEn + UEn) unfed = Energi dari 1 kg ekskreta pada ayam yang tidak diberi pakan (dipuasakan selama 24 jam kemudian dipuasakan 101
kembali selama 24 jam dan ekskretanya ditampung) dengan memakai koreksi nitrogen (kcal/kg), dimana (FEn + UEn) ini dapat diperoleh dengan : (FEn + UEn) = (FE + UE) - IN - (FN + UN) * 8,73 Keterangan : (FE + UE) = Energi total dari 1 kg ekskreta (kcal/kg) IN = Jumlah nitrogen dalam I kg bahan pakan yang dikonsumsi (gram). Nilai IN = 0 untuk yang tidak diberi pakan. (FN + UN) = Jumlah nitrogen dalam 1 kg ekskreta (gram) 8,73 = Jumlah energi bruto nitrogen per gram (cal/gram) Penggunaan energi diukur dalam kilokalori (kkal) atau kalori (kal). Satu kilokalori atau satu kalori adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu liter air dari 14,5oC menjadi 15,5oC. Ukuran lainnya adalah kilojoule (kJ) yang didefinisternak sebagai energi yang dibutuhkan untuk mengangkat benda satu kilogram setinggi satu meter. Satu kilokalori sama dengan 4,2 kJ. 8.2.2. Analisa proksimat Analisa proksimat merupakan analisa yang mengandung arti kira-kira, karena pada dasarnya analisa ini tidak terlalu tepat pengukurannya. Oleh sebab itu umumnya hasil analisa secara umum masih kasar dan zat makanan yang dianalisa harus diberi tambahan kata "kasar". Kandungan zat makanan yang umum dianalisa adalah kandungan bahan kering, abu, protein kasar, lemak kasar dan serat kasar. Analisa ini umum digunakan untuk dasar penyusunan pakan unggas dan sebagian untuk penyusunan pakan ruminan. Cara analisa dapat dikemukakan dibawah ini. A. Cara pengamatan kandungan bahan kering a. Bahan dan alat : 1. Bungkil biji karet 2. Cawan porselin 3. Oven 4. Eksikator 102
5. Penjepit 6. Timbangan analitis Sartorius b. Cara kerja 1. Cawan porselin diambil dan dimasukkan dalam oven dengan suhu 105oC selama satu jam 2. Setelah satu jam, cawan diambil dan dimasukkan kedalam eksikator dengan menggunakan penjepit selama satu jam. Setelah satu jam, cawan ditimbang dengan teliti (berat a gram). 3. Sampel ditimbang lebih kurang 5 gram (berat b gram) dengan teliti lalu dimasukkan ke dalam cawan. Selanjutnya cawan yang berisi sampel dimasukkan ke dalam oven 105oC selama empat jam. 4. Cawan diambil dan dimasukkan ke dalam eksikator selama satu jam dan setelah itu ditimbang dengan teliti (berat = c gram). c. Perhitungan Kandungan bahan kering (BK) = c - a x 100% b Keterangan : a = berat cawan setelah dioven b = berat sampel sebelum dioven c = berat sampel + cawan setelah dioven Cara pengamatan kandungan abu a. Bahan dan alat 1. Bungkil biji karet 2. Cawan porselin 3. Tanur (550oC sampai dengan 600oC) 4. Eksikator 5. Penjepit 6. Timbangan analitis Sartorius b. Cara kerja 1. Cawan porselin diambil dan dimasukkan ke dalam tanur (600oC) selama satu jam). 2. Cawan porselin kemudian dimasukkan dengan penjepit ke dalam eksikator selama satu jam, kemudian ditimbang dengan teliti ( berat = a gram). 3. Sampel ditimbang (berat = b gram) dengan teliti, kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselin, setelah itu dimasukkan 103
ke dalam tanur (600oC) sampai sampel berwarna putih atau menjadi abu selama empat jam. 4. Setelah empat jam, cawan porselin diambil dan dimasukkan eksikator selama satu jam kemudian ditimbang dengan teliti (berat = c gram). c. Perhitungan Kadar abu = c - a x 100% b Keterangan : a = berat cawan porselin b = berat sampel c = cawan porselin + sampel setelah dioven C. Cara pengamatan kandungan protein kasar dengan metode Kjeldal a. Bahan dan alat : 1. Bungkil biji karet 2. H2SO4 pekat 3. Tablet Kjeldahl 4. Zn 5. NaOH 45% 6. HCl 0,1 N 7. NaOH 0,1 N 8. Aquades 9. Phenolphetialin 1% 10. Labu Kjeldahl 11. Labu Erlenmeyer 12. Gelas ukur 5, 25 dan 50 ml 13. Buret 14. Corong 15. Pipet volume 5, 10, dan 25 ml 16. Alat destruksi dan destilasi b. Cara kerja 1. Mengambil bahan yang telah dihaluskan sebanyak 0,2 sampai dengan 0,5 g dan memasukan kedalam labu kjeldal kapasitas 50 ml. 2. Menambah 5 ml H2SO4 pekat dan menambah lagi 0,5 sampai dengan 2 g tablet Kjeldahl sebagai katalisator. 3. Dipanaskan dalam ruang asam sampai jernih kehijauan. 104
4. Setelah dingin ditambahkan aquades 50 ml, Zn sebanyak 1 gram dan ditambahkan 25 ml dan NaOH 45% hingga bersifat basa. 5. Dilakukan destilasi dan menampung destilat dalam erlenmeyer yang telah diberi HCl 0,1 N sebanyak 25 ml dan beberapa tetes phenolphetialin 1%. 6. Menghentternak destilasi hingga volume erlenmeyer 60 ml. 7. Dilakukan titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N hingga warna pink tidak pudar. c. Perhitungan % N =(ml NaOH blangko - ml NaOH contoh) x N NaOH x 14,008 g bahan x 10 % Protein = % N x faktor koreksi (Sudarmadji, Haryono dan Suhardi, 1984). D. Cara pengamatan kandungan lemak kasar dengan Soxhlet a. Bahan dan alat 1. Bungkil biji karet 2. Kertas saring 3. Petroleum ether 4. Aquades 5. Tabung ekstrasi soxhlet 6. Kondensor 7. Tabung destilasi soxhlet 8. Botol timbang 9. Pemanas air 10. Oven 11. Timbangan analitis Sartorius b. Cara kerja 1. Menimbang 2 gram bahan yang telah dihaluskan dan memasukkannya kedalam tabung ekstraksi soxhlet dalam timble. 2. Mengalirkan air pendingin melalui kondensor. 3. Memasang tabung eksrtaksi pada alat destilasi soxhlet dengan pelarut petrolium ether selama 4 jam. Kemudian mengaduk residu dalam tabung ekstraksi dan ekstraksi dilanjutkan lagi selama 2 jam dengan pelarut yang sama. 4. Memindahkan petrolium ether yang telah mengandung ekstraksi lemak kedalam botol timbang yang bersih yang telah 105
ditimbang beratnya, kemudian menguapkan dengan pemanas air sampai agak pekat. 5. Meneruskan pengeringan dalam oven 105°C sampai konstan. 6. Menimbang residu dalam botol dan dinyatakan sebagai berat lemak. (Sudarmadji, Haryono dan Suhardi, 1984). E. Cara pengamatan kandungan serat kasar a. Bahan dan alat : 1. Bungkil biji karet 2. Anti foam 3. H2SO4 0,255 N 4. Kertas saring 5. Aquades 6. NaOH 0,313 N 7. K2SO4 10% 8. Alkohol 95% 9. Erlenmeyer 600 ml 10. Pendingin balik 11. Pemanas 12. Spatula 13. Oven 14. Eksikator 15. Timbangan analitis Sartorius b. Cara kerja : 1. Bahan ditimbang sebanyak 2 gram (bahan kering) dan diekstrsi lemaknya dengan soxhlet, jika bahan mengandung lemak 2. Bahan dipindahkan kedalam erlenmeyer 600 ml ditambah tiga tetes anti foam 3. Ditambahkan 200 ml larutan H2SO4 0,255 N mendidih dan ditutup dengan pendingin balik. Dididihkan selama 30 menit dengan kadang kala digoyang-goyangkan. 4. Suspensi disaring melalui kertas saring dan residu yang tertinggal dalam erlenmeyer dicuci dengan aquades mendidih sampai air cucian tidak bersifat asam. 5. Residu dipindahkan secara kuantitatif dari kertas saring kedalam erlenmeyer kembali dengan spatula dan sisanya dicuci dengan larutan NaOH 0,313 N mendidih sebanyak 200 ml sampai semua residu masuk ke dalam erlenmeyer.
106
Kemudian dididihkan dengan pendingin balik sambil digoyang-goyangkan kurang lebih 30 menit. 6. Residu disaring melalui kertas saring kering yang diketahui beratnya sambil dicuci dengan larutan K2SO4 10%. Kemudian dicuci dengan aquades mendidih dan selanjutnya dengan alkohol 95% sebanyak 15 ml. 7. Kertas saring dikeringkan dengan isinya pada suhu 110oC sampai berat konstan (1 sampai dengan 2 jam) dan selanjutnya didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. 8. Berat residu = berat serat kasar. 8.2.3. Analisa asam amino Analisa asam amino dibutuhkan untuk mengetahui kandungan asam amino suatu bahan pakan. Umumnya digunakan untuk penyusunan pakan unggas, sedangkan pada ruminan hampir tidak pernah digunakan. Analisa ini umumnya menggunakan alat High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Peralatan ini sangat mahal sehingga hanya lembag-lembaga tertentu yang mempunyainya. Cara analisa dapat dikemukakan dibawah ini. A. Cara pengamatan kandungan asam amino a. Prosedur hidrolisis protein 1. Ditimbang lebih kurang 1 mg protein sampel masuk tabung hidrolisa. 2. Ditambahkan 1 ml HCl 6 N kedalam tabung tersebut dan divakum lebih kurang 1 menit. 3. Tabung ditutup dan dioven selama 22 jam dengan suhu 110oC. 4. Hasil hidrolisa diuapkan sampai kering dengan gas hidrogen. b. Prosedur analisis asam amino 1. Hasil hidrolisa (hidrolisat protein) dianalisa dengan instrumen analizer asam amino, dengan cara residu protein dilarutkan dalam 0,5 ml NaOH 0,01 N dan 1,5 ml HCl 0,02 N. 2. Campuran diultrasonik lebih kurang 2 menit kemudian disaring dengan penyaring Whatman pp 25 berdiameter 0,2 µm dan filtrat siap dianalisa.
107
c. Prosedur untuk analisa triptofan 1. Untuk hidrolisis asam amino triptofan, larutan HCl 6 N diganti dengan asam methasolfonat 4 N 1 ml, selanjutnya dikerjakan seperti pada prosedur hidrolisis protein 2. Bila mau dianalisa residu dibuat pH = 4 dengan NaOH 4 N, kemudian ditambah 0,02 N HCl sampai volume 2 ml, prosedur selanjutnya sama seperti diatas. d. Prosedur hidrolisis untuk penentuan sistein dan metionin 1. Sampel ditimbang sebanyak 2 mg. 2. Ditambahkan 2 ml asam performat dan dibiarkan 4 sampai dengan 24 jam pada 0oC. 3. Ditambahkan 0,3 ml 48% HBr. 4. Diuapkan dengan nitrogen 5. Residu ditambah 1 ml HCl 6 N dan selanjutnya seperti pada prosedur hidrolisis protein. e. Perhitungan kadar sampel Kadar sampel=Luas area sampelxkonsentrasi standartxBMx40x100% Luas area standart x berat sampel 8.2.4. Analisa mineral Analisa mineral dibutuhkan terutama untuk mengetahui kandungan mineral makro yang terpenting adalah kandungan kalsium dan fosfor, dua mineral komponen pembentuk tulang. Umumnya kandungan mineral dianalisa dengan spektrofotometer. Cara pengamatannya dapat dilihat dibawah ini. A. Cara penentuan kalsium Cara kerja : 1. Sampel abu dilarutkan dalam HCl (1:4) dan semua abu yang terlarut dipindahkan ke dalam gelas piala. 2. Air yang terkandung diuapkan sampai pekat. Kemudian dipanaskan dalam penangas selama satu jam. 3. Residu yang telah kering dibasahi dengan 5 - 10 ml HCl pekat dan 50 ml aquades dan dipanaskan lagi dalam penangas air selama beberapa menit, kemudian disaring dengan kertas saring Whatman nomor 52. 4. Filtrat ditampung dengan labu ukur 200 ml. Endapan yang tertinggal dicuci dengan aquades. Air cucian dicampur dengan filtrat yang tertampung lewat kertas saring yang sama.
108
5. Filtrat dan hasil cucian tersebut diencerkan dengan aquades sampai tanda. 6. Filtrat dan hasil cucian diuapkan sehingga volumenya menjadi lebih kurang 50 ml, kemudian larutan dibuat sedikit alkalis dengan NH4OH (1:4) dan sambil dipanaskan ditambahkan tetes demi tetes larutan amonium-oksalat jenuh sampai terbentuk endapan Ca dan Mg-oksalat. Penambahan amonium-oksalat dibuat sedikit berlebihan. 7. Endapan tersebut dipanaskan sampai mendidih, didiamkan sehingga semua endapan mengendap. Dilakukan dekantasi bagian larutan yang jernih melalui kertas saring, dan dituangkan 15 - 20 ml aquades panas ke dalam endapan dalam gelas piala dan dilakukan dekantasi lagi. Endapan dalam gelas piala dilarutkan dengan beberapa tetes HCl pekat dan ditambahkan air. 8. Diulangi lagi pengendapan dengan membuat larutan sedikit alkalis dengan NH4OH (1:9) dan ditambah 0,5 ml larutan amonium-oksalat jenuh. Disaring dengan kertas saring yang tadi, endapan dicuci dengan aquades panas sampai bebas klorida, dikeringkan endapan dan kertas saring dalam krus yang telah diketahui beratnya, dipijarkan dan ditimbang residu tersebut sebaga kalsium. B. Cara penentuan fosfor. Cara kerja : 1. Contoh ditimbang dengan seksama sebanyak 1 - 2 gram dan dipindahkan de dalam gelas piala (pyrex), ditambahkan 7,5 ml larutan Mg-nitrat dan diaduk baik-baik. 2. Dipanaskan diatas pemanas listrik pada suhu sekitar 180oC, sampai pekat dan tak terjadi perubahan-perubahan lagi. 3. Dipindahkan ke dalam muffle pada suhu 300 - 400oC sampai residu tidak berwarna hitam lagi. Didinginkan, lalu ditambahkan 15 - 30 ml HCl pekat dan diencerkan dengan aquades, kemudian dipindahkan ke dalam labu takar 250 ml dan diencerkan lagi sampai tanda. 4. Diambil 100 ml larutan contoh yang diperoleh dan dipindahkan ke dalam gelas piala 250 ml. 5. Ditambahkan NH4OH pekat sedikit berlebihan. Endapan yang terjadi dilarutkan kembali dengan menambah HNO3 pekat 109
sedikit demi sedikit sambil diaduk, sampai larutan menjadi jernih. 6. Ditambahkan 15 g amonium nitrat, dipanaskan diatas penangas air sampai suhu 65oC dan ditambahkan 70 ml larutan molibdat. Didiamkan pada suhu tersebut selama satu jam. 7. Diperiksa apakah pengendapan tersebut sudah selesai atau belum. Caranya : diambil 5 ml supernatan dan ditambahkan 5 ml larutan molibdat dan dikocok. Bila masih terbentuk endapan berarti masih perlu ditambah larutan molibdat lagi sampai pengendapan selesai. 8. Kalau pengendapan sudah selesai, disaring dan dicuci dengan aquades. 9. Endapan dilarutkan kembali dalam kertas saring tersebut dengan menambah sedikit demi sedikit larutan NH4OH (1:1) dan air panas sampai kertas saring menjadi bersih. Volume filtrat dan hasil pencucian yang terakhir ini tidak boleh lebih dari 100 ml. 10. Filtrat dan hasil cucian dinetralkan dengan HCl pekat, didiamkan lalu ditambahkan 15 ml magnesia mixture dari dalam buret dengan kecepatan 1 tetes tiap detik sambil dikocok. Didiamkan selama 15 menit. 11. Ditambah 12 ml NH4OH pekat dan dibiarkan selama 2 jam. 12. Supernatan mula-mula dituang melalui kertas saring bebas abu, endapan dicuci dalam gelas piala dengan amonia encer sampai bebas klorida. 13. Endapan dan kertas saring dikeringkan dalam krus yang telah dipijarkan dan diketahui beratnya, kemudian dipijarkan mulamula pada suhu rendah, akhirnya dipijarkan pada suhu yang lebih tinggi, sampai diperoleh residu yang berwarna putih atau abu-abu keputih-putihan. Didinginkan dalam eksikator dan berat residu ditimbang sebagai Mg2P2O7. 14. Berat P (g dalam 100 ml larutan) = 0,6377 x berat Mg2P2O7 (g) 8.2.5. Analisa serat (van Soest) Analisa serat umumnya dilakukan pada hijauan makanan ternak. Kandungan yang dianalisa adalah hemiselulosa, selulosa dan lignin. Analisa ini umum digunakan untuk penyusunan pakan ruminan. Cara analisa dapat dilihat seperti dibawah ini.
110
A. Penetapan Kadar NDF a. Bahan dan alat 1. Larutan NDS 2. Aceton 3. Beaker glass 800 ml 4. Filter crusible 5. Gelas ukur 100 ml 6. Desikator 7. Tang penjepit 8. Oven b. Cara kerja 1. Sampel sebanyak 0,5 sampai dengan 1 gram ditimbang dan dimasukkan ke dalam beaker glass 800 ml, kemudian ditambah 100 ml NDS. 2. Beaker glass dipanaskan sampai mendidih menggunakan api kecil untuk mengurangi buih, dan dibiarkan mendidih selama sekitar 1 jam 3. Kemudian disaring dengan filter crusible yang telah ditimbang 4. Dicuci dengan air panas lima kali, kemudian dicuci dengan aceton dua kali (panas air minimum 80oC) 5. Setelah bau eceton hilang, dipanaskan dalam oven dengan suhu 105 oC selama satu malam. 6. Didinginkan di dalam desikator selama 1 jam kemudian ditimbang B. Penetapan Kadar ADF dan Hemiselulosa a. Bahan dan alat 1. Larutan ADS 2. Aceton 3. Beaker glass 800 ml 4. Filter crusible 5. Gelas ukur 100 ml 6. Desikator b. Cara kerja 1. Sampel sebanyak 0,5 sampai dengan 1 gram ditimbang dan dimasukkan ke dalam beaker glass 800 ml, kemudian ditambah 100 ml ADS.
111
2. Beaker glass dipanaskan sampai mendidih menggunakan api kecil untuk mengurangi buih, dan dibiarkan mendidih selama sekitar 1 jam 3. Kemudian disaring dengan filter crusible yang telah ditimbang 4. Dicuci dengan air panas lima kali, kemudian dicuci dengan aceton dua kali (panas air minimum 80oC) 5. Setelah bau eceton hilang, dipanaskan dalam oven dengan suhu 105 oC selama satu malam. 6. Didinginkan di dalam desikator selama 1 jam kemudian ditimbang C. Penetapan Kadar Lignin dan Silikat b. Bahan dan alat 1. Larutan KmnO 2. Larutan lignin buffer 3. Larutan demineralisasi 4. Asam amino yang dilarutkan dalam etanol 5. HCl 6. Larutan pencuci 7. Aquades 8. Filter crusible 9. Gelas ukur 100 ml 10. Tang penjepit 11. Beaker glass 600 ml 12. Desikator 13. Oven b. Cara kerja 1. Tempat perendaman diisi dengan air sampai mengalir 2. Filter crusible dan residu dari hasil ADF sedemikian rupa pada tempat perendaman, sampel dijaga jangan sampai kena air 3. Ditambahkan 25 ml campuran larutan KmnO dan larutan lignin buffer dengan perbandingan 2 : 1 pada tiap-tiap sinter glass 4. Dibiarkan larutan campuran tersebut 2 sampai 3 kali 5. Ditambahkan larutan demineralisasi setengah penuh dari sinter glass, diaduk dan didiamkan kurang lebih 15 menit, kemudian larutan demineralisasi dihisap dengan pompa vakum. Diulangi pencucian 2 sampai 3 kali
112
6. Dicuci dengan alkohol 80 persen 2 sampai 3 kali, kemudian aceton 2 sampai 3 kali dan dihisap dengan pompa vakum 7. Diletakkan dalam oven dengan temperatur 100oC selama semalam 8. Didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang 9. Kehilangan berat ADF menunjukkan banyaknya lignin 10. Hasil penetapan lignin diabukan sampai putih 11. Didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang 12. Berat yang tertinggal menunjukkan banyaknya silikat 8.3. Uji Biologis pada Ternak Uji biologis dilakukan untuk mengetahui pengaruh pakan tersebut langsung pada ternak. Ada kemungkinan pakan yang mempunyai kandungan nutrisi tinggi kurang memberikan efek bagi pertumbuhan ternak. Oleh sebab itu perlu dilakukan penelitian langsung di lapangan untuk menguji suatu pakan. Ternak yang dicobakan diperlakukan pemberian pakan selama periode waktu tertentu umumnya berkisar antara 1,5–2 bulan. Pada selang waktu tertentu dilakukan pengukuran uji biologis pada ternak. Pada pengamatan uji biologis tersebut akan didapatkan beberapa variabel pengukuran seperti pertambahan bobot badan, konsumsi pakan dan konversi pakan. Pertambahan bobot badan diukur dengan menimbang ternak tersebut dengan selang waktu tertentu. Dari hasil penimbangan tersebut akan didapatkan pertambahan bobot badan per satuan waktu. Konsumsi pakan dihtung dengan menimbang kapak yang diberikan pada ternak selama periode pemeliharaan. Konversi pakan dihitung dengan membandingkan jumlah pakan yang dikonsumsi dengan jumlah pertambahan bobot badan jika dianggap bahwa tidak ada pertambahan pakan alami. Nilai koefisien adalah nilai dari kebalternak angka konversi. Jika angka koefisien besar hal ini menunjukkan bahwa pakan tersebut bernilai biologis tinggi dan atau berkualitas tinggi. Beberapa cara uji biologis pada unggas dan ruminan dapat dikemukakan dibawah ini. 8.3.1. Cara pengamatan konsumsi pakan Konsumsi pakan adalah jumlah pakan yang dihabiskan oleh ayam setiap harinya. Konsumsi pakan harian diamati dengan cara
113
mengurangi pakan yang diberikan dengan sisa pakan yang ada selama waktu pengamatan. 8.3.2. Cara pengamatan pertambahan bobot badan Pertambahan bobot badan diamati dengan cara menimbang ayam pada awal penelitian dan dilanjutkan setiap minggu selama penelitian. Perhitungan kecepatan pertumbuhan dapat dilakukan dengan mendasarkan pada selisih bobot akhir dengan bobot awal dibagi dengan lama waktu pengamatan. Pengukuran pertumbuhan dapat dirumuskan sebagai berikut : a = W2 - W1, T1 - T2 Keterangan : a = laju pertumbuhan W1 = bobot badan awal W2 = bobot badan akhir T1 = waktu awal pengukuran T2 = waktu akhir pengukuran 8.3.3. Cara pengamatan konversi pakan Konversi pakan merupakan rasio antara jumlah pakan yang dikonsumsi dengan bobot badan ayam pedaging selama waktu tertentu. Cara perhitungan konversi ayam adalah dengan membagi konsumsi pakan (gram) tiap hari dengan pertambahan bobot badan (gram) tiap hari. 8.3.4. Cara pengamatan imbangan efisiensi protein Imbangan efisiensi protein didefinisikan sebagai pertambahan bobot badan per satuan pengambilan protein dalam tubuh. Cara yang sederhana untuk mengukur kualitas protein tersebut adalah dengan menghitung pertambahan bobot badan dibagi konsumsi protein. 8.3.5. Cara pengamatan berat bulu Berat bulu adalah bulu yang sudah dipisahkan dari bagian tubuh ayam yang lain dan ditimbang pada saat panen dalam gram. Penimbangan dilakukan setelah bulu ayam dikeringkan terlebih dahulu sehingga kadar air sudah mendekati nol. Umumnya berat bulu diharapkan tidak terlalu besar. 114
8.3.6. Berat karkas Berat karkas dapat dihitung dengan cara menimbang bagian ayam setelah dikurangi kepala, bulu, leher, kaki bagian bawah, dan jerohan dalam gram. Pada beberapa pengukuran lainnya ada yang memasukkan leher dan atau hati sebagai bagian dari karkas. 8.3.7. Imbangan daging dan tulang Karkas terdiri secara garis besar dari daging dan tulang. Imbangan daging dan tulang yaitu berat daging dibagi dengan berat tulang. Imbangan tersebut semakin baik apabila angka yang diperoleh semakin besar, karena hal tersebut menunjukkan bahwa persentase daging semakin besar. 8.3.8. Kandungan protein daging Kandungan protein daging yaitu jumlah protein yang terdapat dalam daging yang diperoleh dari jumlah nitrogen yang ada dikalikan 6,25 dengan menggunakan analisa Kjeldahl. Semakin besar nilai protein daging menunjukkan semakin berkualitas daging tersebut. 8.3.9. Kandungan lemak daging Kandungan lemak daging yaitu jumlah lemak yang terdapat dalam daging yang diperoleh dengan analisa soxhlet. Keberadaan lemak daging tergantung pada pada tujuan produksi. Apabila menginginkan daging yang sedikit lemaknya, maka keberadaan lemak daging merupakan hal yang mengurangi kualitas daging tersebut. Hal sebaliknya apabila menginginkan lemaka daging dalam jumlah besar, maka keberadaan lemak daging sangat diperlukan. 8.3.10. Cara pengamatan retensi nitrogen Retensi Nitrogen digunakan untuk menggambarkan perbedaan antara nitrogen intake dengan output nitrogen. a. Penentuan nitrogen feses 1. Mengambil feses dari ternak. 2. Analisa protein dari feses tersebut dengan cara Kjeldahl. b. Penentuan nitrogen endogen 1. Memuasakan ternak selama 72 jam dan terbagi dalam 2 tahap yaitu 36 jam tahap pengosongan saluran pencernaan.
115
2. Pengumpulan feses 36 jam kemudian, tempat penampungan diambil dan dibersihkan dari bahan yang menempel pada feses. 3. Pengeringan feses dengan oven dan sebelumnya disemprot dengan borax 2 sampai 3 persen. 4. Analisa protein dari sample dengan cara Kjeldahl. Perhitungan : B=I - E Keterangan : B = retensi nitrogen I = nitrogen intake E = nitrogen feses 8.3.11. Cara pengamatan nilai biologis pakan Nilai Biologis Protein merupakan persentase nitrogen yang diabsorpsi dan digunakan untuk pemeliharaan tubuh dan produksi. a. Penentuan nitrogen feses 1. Mengambil feses dari ternak. 2. Analisa protein dari feses tersebut dengan cara Kjeldahl. b. Penentuan nitrogen endogen 1. Memuasakan ternak selama 72 jam dan terbagi dalam 2 tahap yaitu 36 jam tahap pengosongan saluran pencernaan. 2. Pengumpulan feses 36 jam kemudian, tempat penampungan diambil dan dibersihkan dari bahan yang menempel pada feses. 3. Pengeringan feses dengan oven dan sebelumnya disemprot dengan borax 2 sampai 3 persen. 4. Analisa protein dari sample dengan cara Kjeldahl. Perhitungan : %BV = 100% x Nintake - (Nekskreta - Nendogen) Nintake 8.3.12. Cara pengamatan glukosa darah 1. Pengamatan ini dilakukan dengan menggunakan metode penentuan kadar glukosa darah menurut Werner. Pelaksanaannya yaitu : 2. Menyiapkan sampel darah yang akan diuji sebanyak 2 ml. 3. Mengambil 0,1 ml serum dan ditambahkan dengan 1 ml URAC (Larutan deproteinasi) dimasukkan kedalam tabung sentrifus.
116
4. Suspensi disentrifugasi, 0,1 sampai dengan 0,2 ml supernatan yang jernih digunakan untuk pemeriksaan. 5. Melakukan pemeriksaan pada spektrofotometer dengan λ 578 nm pada suhu inkubasi 20 sampai dengan 25° C (suhu kamar) 6. Larutan buffer adalah larutan yang terdiri atas phosphat buffer, POD, GOD dan ABTS (Diammonium 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sufonat). 7. Untuk pemeriksaan dengan λ 578 nm, dipipetkan ke dalam tabung reaksi dengan komposisi sebagai berikut. Bahan
Blanko
Standar
Sampel
Aquadest Larutan glukosa standar Larutan sampel Larutan Buffer
0,2 ml -
0,2 ml
-
5 ml
5 ml
0,2 ml 5 ml
8. Dicampur, diinkubasi pada suhu kamar, hindari sinar matahari langsung. Setelah 25 –30 menit absorbsi, dilakukan pengukuran. 9. Konsentrasi glukosa ( c ) dalam darah adalah : Esampel C = 100 x (mg/100 ml) E standart 10. Prinsip tes yang dilakukan : Glukosa + O2 + H2O H2O2 + ABTS
POD
GOD
Asam Gluconat + H2O2
Zat warna + H2O
8.3.13. Cara pengamatan protein darah 1. Cara pengamatan di kandang metabolis a. Bahan dan alat : 1. Sampel darah diambil pada jam-jam tertentu setelah makan untuk kemudian dianalisa. 117
2.
Kandang, peralatan penyusunan ransum, peralatan laboratorium dan peralatan kandang lainnya. 3. Spuit untuk pengambilan sampel darah. 4. Tabung cuvet untuk pemeriksaan kadar gula darah dan protein. 5. Mesin otomatis untuk pemeriksaan darah. b. Cara kerja : 1. Ternak dikelompokkan menurut perlakuan yang telah ditetapkan. 2. Diberi perlakuan pakan sesuai dengan jam yang telah ditentukan. 3. Pada saat itu ayam kemudian diambil darahnya pada bagian sayap sebanyak 10 ml setelah diberi pakan pada jam-jam tertentu. 2. Cara pengamatan di laboratorium 1. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan metode penentuan kadar protein darah menurut Biuret. Pelaksanaannya yaitu : 2. Menyiapkan sampel darah yang akan diuji sebanyak 2 ml. 3. Melakukan sentrifugasi dan mengambil 0,1 ml serum dimasukkan kedalam tabung reaksi.. 4. Menambahkan dengan 5 ml larutan reagen Biuret yang dibuat dari NaOH 0,1 N, K-Na-tartrat, KJ dan Cooper sulfat. Dicampurkan dan diinkubasi selama 30 menit pada suhu kamar. 5. Melakukan pemeriksaan pada spektrofotometer dengan λ 546 nm pada suhu inkubasi 20 sampai dengan 25° C (suhu kamar), dan diukur terhadap larutan reagen biuret. 6. Larutan protein standar adalah protein sebanyak 6 g/100 ml pada konsentrasi dalam larutan jadi. 7. Untuk pemeriksaan dengan λ 578 nm, dipipetkan ke dalam tabung reaksi dengan komposisi sebagai berikut. Bahan Blanko Standar Sampel Reagen Biuret Larutan protein standart Larutan sampel
0,1 ml -
0,1 ml
-
-
-
0,1 ml
118
Reagen Biuret
5 ml
5 ml
5 ml
8. Dicampur, diinkubasi pada suhu kamar, hindari sinar matahari langsung. Setelah 25 –30 menit absorbsi, dilakukan pengukuran. 9. Konsentrasi Protein ( c ) dalam darah adalah : Esampel C= 6 x (g/100 ml) E standart 10. Prinsip test : Protein dan ion copper bereaksi dalam larutan alkalis menjadi kompleks warna. 8.3.14. Cara pengamatan berat hati Hati adalah kelenjar terbesar dalam tubuh, mempunyai banyak funfsi yang kompleks yaitu pembentukan benda-benda keton, penyimpanan karbohidrat, metabolisme dan detoksikasi berbagai obat dan toksin. Berat hati merupakan berat dari hati yang diukur beratnya pada saat akhir pelaksanaan penelitian yaitu dengan menimbangnya menggunakan timbangan Ohaus. 8.3.15.
Cara pengamatan SGPT (Serum Glutamat Piruvat Transferase) 1. Persiapan dan stabilitas larutan 1. Buffer/substrat 2. Larutan dipakai tanpa pengenceran, stabilitasnya sampai tanggal kadaluwarsa jika disimpan pada suhu +2oC sampai dengan +8oC. 3. Reagens 4. Untuk Catatan nomor 487 341 : Dilarutkan 1 tablet reagen dari botol 2 ke botol 1. 5. Untuk Catatan nomor 487 368 : Dilarutkan 4 tablet reagen dari botol 2 ke botol 1. 6. Stabilitasnya : 4 minggu pada suhu +2oC sampai dengan +8oC. 5 hari pada suhu +15oC sampai dengan +25oC. 7. α-Ketoglutarat 8. Dilarutkan 3 dipakai tanpa pengenceran, stabilitasnya sampai tanggal kadaluwarsa jika disimpan pada suhu +2oC sampai dengan +8oC.
119
2. Persiapan sampel 1. Hemolisa mengganggu tes 2. Penurunan aktivitas enzim dalam serum setelah tiga hari pada suhu +4oC : 10 persen dan suhu +20oC sampai dengan +25oC : 17 persen. 3. Cara kerja 1. Panjang gelombang: Hg 365 nm, 340 nm atau Hg 334 nm 2. Kuvet: Diameter bagian dalam 1 cm 3. Suhu pengukuran: tepat 25oC, 30oC atau 37oC (Thermostat) 4. Pengukuran terhadap udara : (Penurunan ekstinksi) 5. Dipipetkan ke dalam kuvet atau tabung reaksi. 6. Dilarutkan reagens (25oC, 30oC, 37oC) sebanyak 2.0 ml. Sampel sebanyak 0.2 ml. 7. Dicampur dengan baik, diinkubasikan selama satu menit pada suhu penentuan (termostat), kemudian ditambah αKetoglutarat 0.2 ml. 8. Dicampur dengan baik, dibaca ekstinksinya setelah kurang lebih satu menit dan sekaligus menjalankan stopwatch. Pembacaan diulangi pada menit pertama, kedua dan ketiga. 9. Jika perubahan ekstinksi per menit (∆E/menit) antara 0.06 dan 0.08 pada Hg 365 nm, atau 0.11 dan 0.16 pada 340 nm/Hg 334 nm, dipakai hanya dua nilai pertama untuk kalkulasi (inkubasi 1 menit, pengukuran pada menit pertama dan kedua). Dihitung nilai rata-rata dari diferen ekstinksi per menit, dan nilai tersebut dipakai untuk kalkulasi hasil. 4. Batas pengenceran 1. Untuk pengukuran selama 3 menit batas pengenceran adalah sebagai berikut : 2. Hg 365 m ∆E/menit = 0.080 3. Hg 334/340 nm ∆E/menit = 0.160 4. Apabila aktivitas enzim melebihi batas tersebut maka diencerkan 50 µl material pemeriksaan dengan 500 µl NaCl 0.9% dan diulangi pemeriksaan. Hasil x 11. 5. Serum yang sangat aktif dapat mengakibatkan ekstinksi awal yang rendah, karena sebagian besar dari NADH sudah terpakai sebelum pengukuran. Dalam hal demikian serum harus diencerkan dengan cara di atas.
120
5. Kalkulasi Aktivitas enzim GPT di dalam sampel dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : U/I = 3529 x ∆E365 nm/menit U/I = 1905 x ∆E340 nm/menit U/I = 1942 x ∆E334 nm/menit 8.3.16.
Cara pengamatan SGOT (Serum Glutamat Oksalat Transferase) 1. Persiapan dan stabilitas larutan Buffer/substrat : larutan dipakai tanpa pengenceran, stabilitasnya sampai tanggal kadaluwarsa jika disimpan pada suhu +2oC sampai dengan +8oC. Reagens : satu reagens tablet dilarutkan dari botol 2 ke botol 1 dengan sempurna. α-Ketoglutarat : dilarutkan 3 dipakai tanpa pengenceran, stabilitasnya sampai tanggal kadaluwarsa jika disimpan pada suhu +2oC sampai dengan +8oC. Persiapan larutan reagens : dibuat sesuai dengan komposisi sebagai berikut.: Jumlah tes Reagens (ml) α-Ketoglutarat ml 4 10 1.0 8 20 2.0 10 25 2.5 12 30 3.0 20 50 5.0 30 75 7.5 40 100 10.0 Stabilitasnya : 3 hari pada suhu +2oC sampai dengan +8oC. 10 jam pada suhu +15oC sampai dengan +25oC. 2. Persiapan sampel 1. Hemolisa mengganggu tes 2. Penurunan aktivitas enzim dalam serum setelah tiga hari pada suhu +2oC sampai dengan +8oC : 8 persen dan suhu +15oC sampai dengan +25oC : 10 persen. 3. Cara kerja 1. Panjang gelombang : Hg 365 nm, 340 nm atau Hg 334 nm. 121
2. Kuvet : Diameter dalam 1 cm 3. Suhu pengukuran : 25oC, 30oC atau 37oC (Thermostat) 4. Pengukuran terhadap udara : mengurangi sensitivitas fotometer jika ekstinksi awal melebihi 0.500 untuk fotometer yang tidak bisa kompensasi secara otomatis. 5. Dipipetkan ke dalam kuvet. 6. Dilarutkan reagens (25oC, 30oC, 37oC) 2.0 ml. Sampel 0.4 ml. 7. Dicampur dengan baik, dibaca ekstinksinya setelah kurang lebih satu menit dan sekaligus menjalankan stopwatch. Tepat pada menit pertama, kedua dan ketiga ekstinksinya dibaca kembali. 8. Jika perubahan ekstinksi per menit (∆E/menit) antara 0.06 dan 0.08 pada Hg 365 nm, atau 0.11 dan 0.16 pada 340 nm/Hg 334 nm, dipakai hanya dua nilai pertama untuk kalkulasi (inkubasi 1 menit, pengukuran pada menit pertama dan kedua). Dihitung nilai rata-rata dari diferen ekstinksi per menit, dan nilai tersebut dipakai untuk kalkulasi hasil. 4. Batas pengenceran 1. Untuk pengukuran selama 3 menit batas pengenceran adalah sebagai berikut : 2. Hg 365 m ∆E/menit = 0.080 3. Hg 334/340 nm ∆E/menit = 0.160 4. Apabila aktivitas enzim melebihi batas tersebut maka diencerkan 0.1 ml material pemeriksaan dengan 0.9 ml NaCl 0.9% dan diulangi pemeriksaan. Hasil x 10. 5. Serum yang sangat aktif dapat mengakibatkan ekstinksi awal yang rendah, karena sebagian besar dari NADH sudah terpakai sebelum pengukuran. Dalam 6. hal demikian serum harus diencerkan dengan cara di atas. 5. Kalkulasi Aktivitas enzim GOT di dalam sampel dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : U/I = 1765 x ∆E365 nm/menit U/I = 952 x ∆E340 nm/menit U/I = 971 x ∆E334 nm/menit
122
8.3.17. Cara pengamatan berat ginjal Ginjal adalah penyaring dari semua zat yang tidak digunakan oleh tubuh. Berat ginjal merupakan berat dari ginjal yang diukur beratnya pada saat akhir pelaksanaan penelitian yaitu dengan menimbangnya menggunakan timbangan Ohaus. 8.3.18. Cara pengamatan kadar BUN (Blood Urea Nitrogen) BUN merupakan zat buangan hasil akhir metabolisme protein yang diekskresikan oleh ginjal. Kadar BUN tersebut ditentukan dengan metode Reaksi-Berthelot (pemecahan dengan urease) dengan cara kerja sebagai berikut : 1. Mengambil darah ayam sebanyak 2 ml tepatnya diambil serumnya. 2. Menyiapkan reagentia yang isinya yaitu : 3. Buffer/Urease : Buffer-Phosphat 50 mmol/l; pH 6,5; urease ≥ 10U/ml 4. Standard : Urea 3 mg/100ml 5. Phenol : Phenol 0,106 mol/l; Nitroprussid-Na 0,17 mmol/l 6. Hypochlorit : Natriumhypochlorit 11 mmol/l; NaOH 0,125 N 7. Reagentia tambahan : Larutan NaCl 0,9% 8. Cara pembuatan larutan sebagai berikut : (1) isi dipakai tanpa pengenceran, suspensi sebelum dipakai dikocok terlebih dahulu. (2) isi dipakai tanpa pengenceran. (3) Cat.No. 124 770 : isi dilarutkan dengan 500ml aqua dest; Cat.No. 124 788 : isi diencerkan dengan 1500 ml aquadest; untuk dapat mengencerkan phenol, botol dapat dipanaskan dengan air hangat. (4) Cat.No. 124 770 : isi diencerkan dengan 500 ml aquadest; Cat.No. 124 788 : isi diencerkan dengan 1500 ml aquadest. 9. Setelah itu dilakukan pemeriksaan dengan mempipetkan ke dalam dasar tabung reaksi dengan komposisi seperti Tabel 3.
Suspensi 1 Larutan 2 Serum yang diencerkan Serum yang tidak diencerkan
Blanko reagentia
Standard
Sampel
0,10 ml -
0,10 ml 0,20 ml -
0,10 ml 0,20 ml
-
-
0,20 ml
123
Larutan 3 Larutan 4
5,0 ml 5,0 ml
5,0 ml 5,0 ml
5,0 ml 5,0 ml
10. Dicampur, tabung reaksi ditutup dengan parafin atau tutup yang bersih. Lalu diinkubasi selama 10 menit pada suhu 37°C atau 5 menit pada suhu 50-60°C. 11. Setelah diberikan larutan 4, segera dicampur dan diinkubasikan selama 15 menit pada suhu 37°C atau 10 menit pada suhu 5060°C. 12. Konsentrasi BUN dalam sampel : Esampel c = 14 X Es tan dard 8.3.19. Cara pengamatan kadar kreatinin Kreatinin adalah zat yang tidak digunakan dan diekskresikan oleh ginjal. Kadar kreatinin ditentukan dengan metode Jaffe dengan cara kerja sebagai berikut 1. Mengambil darah ayam sebanyak 2 ml tepatnya diambil serumnya. 2. Membuat reagentia yang berisi (1) standard kreatinin 2 mg/100ml, (2) asam pikrat 35 mmol/l dan (3) NaOH 1,6 N serta reagentia tambahan yaitu asam triklor asetat 1,2 N. 3. Membuat dan stabilitas larutan yaitu 1,2 dan 3 isi dipakai tanpa pengenceran, dengan stabilitas pada lebi kurang 15 sampai dengan 25°C. Campuran reagentia dibuat dari larutan 2 dan 3 (larutan 4) dengan perbandingan 1:1 dengan stabilitas pada 15 sampai dengan 25°C selama 5 jam. 4. Persiapan sampel, deproteinisasi sebagai berikut. 5. Mempipetkan ke dalam tabung sentrifuge. 6. Asam triklor asetat (1,2N) 1,0 ml. Serum 1,0 ml. 7. Dicampur dengan baik. Endapannya diaduk dengan baik. Disentrifugasikan selama 10 menit. Supernatant dituang dengan hati-hati ke dalam tabung reaksi. 8. Setelah persiapan sampel di atas dilanjutkan dengan pemeriksaan sebagai berikut. 9. Mempipetkan ke dalam tabung reaksi sebagai berikut. blanko standard sampel supernatan
124
Aquadest larutan 1 asam triklor asetat supernatan larutan 4
0,5 ml 0,5 ml 1,0 ml
0,5 ml 0,5 ml 1,0 ml
1,0 ml 1,0 ml
10. Dicampur, didiamkan selama 20 menit pada suhu 25°C. 11. Konsentrasi kreatinin dalam serum atau plasma : Esampel c = 2,0 X (mg/100ml) Es tan dard 8.3.20. Cara pengamatan kandungan Hemoglobin (Hb) menurut metode Sahli 1. Cara pengamatan : 1. Mengisi tabung gelas Haemoglobinometer Sahli dengan HCl 0,1 N sampai angka 10. 2. Sempel darah dihisap dengan menggunakan pipet Hemoglobin sampai pada garis standart . 3. Membersihkan ujung pipet dari sisa darah dengan kapas . 4. Menuangkan darah ke dalam tabung Hemoglobinmeter dengan cara ditiup dan ujung pipet direndamkan ke dalam cairan HCl, kemudian pipet dicuci dengan alkohol dengan jalan dihisap dan ditiup beberapa kali. 5. Membiarkan cairan HCl dan darah dalam tabung gelas kurang lebih 5 menit. 6. Jika warna campuran belum sama dengan warna standart, ditetesi 7. dengan aguades dan diaduk pelan pelan hingga warnanya menjadi sama dengan warna standart.; 8. Pembacaan dilakukan dengan angka Sahli atau gr/100 ml darah. 8.3.21. Lemak abdominal Di bagian dalam karkas terdapat lemak abdominal. Lemak abdominal adalah lemak yang ada di dalam rongga abdominal, sekitar bursa fabricius dan sekitar cloaca. Lemak abdominal merupakan jaringan lemak utama dalam tubuh unggas. Lemak tubuh 125
terbentuk akibat terlalu banyak karbohidrat yang dicerna. Sehingga kelebihan karbohidrat tersebut disimpan sebagai glikogen dan dalam proses metabolisme tubuh diubah menjadi lemak tubuh. Lemak tubuh secara bertahap diambil dari peredaran dan disimpan sebagai jaringan lemak bawah kulit, lemak di daerah rongga perut dan lemak yang menempel di sekitar usus. Adapun lemak abdominal hanyalah lemak yang menempel di sekitar perut. Pengukuran lemak abdominal dengan cara menimbang lemak yang diambil dari perut unggas.
DAFTAR PUSTAKA Acker, 1971. Animal Science and Industry. Leawood Cliffs. New Jersey.
Prentice Hall Eng
Aminuddin, 1984. Ilmu Nutrisi dan Bahan Makanan Ternak. Sumber Swadaya. Jakarta. Anggorodi, R., 1985. Kemajuan Mutakhir dalam Ilmu Makanan Ternak Unggas. UI Press. Jakarta. Asa, K., 1984. Budidaya Bekicot. Bhratara Karya Aksara. Jakarta. Banea-Mayambu, J-P., 1997. Dietary Exposure to Cyanogens from Cassava. A Challenge for Prevention in Zeire. Acta Universitatis Upsaliensis. Comprehensive Summmaries of Uppsala Dissertations from Faculty of Medicine. Basu, N. and Rostugi R.P., 1967. Triterpenoid Saponin and Sapogenins Phytochemistry 6 : 1249 -1270. Boediarso, A., 1996. Pengaruh pemberian temulawak (Curcuma xanthorrhiza) kering dalam ransum terhadap penampilan ayam pedaging strain Bromo. Bondi, A.A., 1987. Animal Nutrition. John Wiley & Sons. Leichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore.
126
Chang, S.I., and Fuller H.L., 1964. Effect of Tannin Content of Grain Sorghum on Their feeding Value for growing Chick. Poultry Sci. 43:31-37. Chekee, P.R., 1985. Natural Toxicants In Feeds and Poisoning Plants. Avi Publishing Company, Inc. Connecticut. Cliff, J., P. Lundquist, J. Martensson, H. Rosling, and B. Sorbo, 1985. Association of high cyanide and low sulphur intake in cassava-induced spastic paraparesis. Lancet 2 : 1211-1214. Conn, E.E., 1974. Cyanogenic glucosides their accurance, byosynthesis and function. In : Chronic Cassava Toxicity. Procedings of an interdisciplinary workshop, London, England 29 - 30 January 1974. Editor Barry Nestel and Reginald MacIntyre. IDRC 010e. p. 139 - 145. Douglas, J.H. and Sullivan T.W., 1994. Differential age response of turkeys to protein and sorghum tannin levels. Poscal. Illinois. Finco, D.R., 1989. Clinical Biochemistry of Domestic Animals. 4ed Ed. Academic Press. Inc. New York. Girindra, 1971. Anti Trpsin dalam Kedelai. IPB. Bogor. Girindra, A., 1990. Biokimia I. PT. Gramedia. Jakarta. Gohl, B., 1981. Tropical Feeds. Feed Information Summaries and Nutritive Value. FAO-UN. Bangkok. Guyton, A.C., 1984. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi ketujuh. Penerbit Buku Kedokteran. Universitas Indonesia E.G.C. Jakarta. Harini, R., 1994. Pengaruh tepung daun pisang (musa paradisiaca) dan penambahan enzim sellulase dalam ransum terhadap pertambahan bobot badan dan bobot badan akhir itik
127
Mojosari jantan. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Hariyono, 1996. Pengaruh tingkat penambahan klorpropamid dan imbangan energi protein ransum terhadap daya cerna lemak, serat kasar dan protein termetabolis broiler. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Harper, H.A., V.M. Rodwell and P.A. Mayer., 1974. Review of Physiology Chemistry. 17ed. Large Medical Publication. Los Altos. California. Hartati, E. S., 1993. Respon ayam pedaging terhadap penggunaan tepung daun ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) dan metionin dalam pakan. Tesis. Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Havler, J.E., 1969. Aflatoxicosis and Trout Hepatoma in Aflatoxin. L.A. Goldbatt (editor), pp. 265-304. Academic Press. New York. Huff, W.E., 1980. Discrepancies Between Bone Ash and Toe Ash During Aflatoxicosis. Poultry Science. 59.2213-2215. Imtichan, E.Z., 1994. Pengaruh penambahan enzim sellulase dalam bungkil inti sawit pada ransum terhadap bobot badan harian dan bobot badan akhir ayam pedaging strain Bromo 808. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Iskandar, D., 1996. Pengaruh pemberian ekstrak tapak dara (Catharanthus roseus) terhadap konsumsi, pertambahn bobot badan, konversi dan efisiensi pada ayam pedaging jantan strain CP 707. Khotimah, K., 1999. Pengaruh penggunaan tepung limah katak terhadap feed convertion rate (FCR) dan income over feed cost (IOFC) pada puyuh (Coturnix-coturnix japonica) periode
128
layer. Skripsi. Fakultas Muhammadiyah Malang.
Peternakan
Universitas
Lehninger, A.L., 1988. Dasar-dasar Biokimia Jilid I. Erlangga. Jakarta.
Penerbit
Lloyd, L.E., B.E. Mc Donnald and E.W. Crampton, 1978. Fundamentals of Nutritions. 2nd Ed. W.H. Freeman and Company. San Fransisco. Lundquist, P., Rosling H., and B. Sorbo, 1985. Determination of cyanide in whole blood, erythrocytes, and plasma. Clin. Chem. 31 : 591-595. Mahe, Y.V.J., 1993. Pengaruh penggunaan tepung bekicot (Achatina fulica) dalam ransum terhadap performan puyuh (Coturnixcoturnix japonica) periode layer. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Makkar, H.P.S., 1991. Anti Nutritional Factors in Animal Feed Stuffs Mode of Action. International Journal of Science 6:88-94. Makkar, H.P.S., 1994. Anti Nutritional Factors in Food Livestock. In Occasional Publication. British Society of Animal Production. Malik, A., 1993. Respon itik Mojosari jantan terhadap penggunaan enzim sellulase dalam ransum yang mengandung bungkil biji kapuk. Tesis. Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Marita, 1988. Penentuan Daya Ikat Fero Sulfat terhadap Sianida secara Biologis. Karya Ilmiah. Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Mayer, J., 1954. Glucostatic Mechanism of Regulation of Food Intake. New England.
129
Mayes, P.A., Daryl K.G., Victor W.R. and David W.M., 1987. Biokimia Harper. Edisi 20. Alih Bahasa Darmawan, I. EGC Penerbit Buku Kedokteran. Jakarta. Montgomery, R.D., 1980. Cyanogens. In : Toxic Constituens of Plant Foodstuffs. Editor Irvin E. Liener. 2nd Ed. Academic Press. New York, London, Toronto, Sydney dan San Fransisco. p. 143 - 160. Munadjim, 1984. Teknologi Pengolahan Pisang. Gramedia. Jakarta. Munasik, 1995. Asam Sianida. Airlangga. Surabaya.
Makalah Seminar.
Universitas
Nartey, F., 1974. Biosynthesis of cyanogenic glucosides in cassava (Manihot spp). In : Chronic Cassava Toxicity. Procedings of an interdisciplinary workshop, London, England 29 - 30 January 1974. Editor Barry Nestel and Reginald MacIntyre. IDRC 010e. p. 97 - 104. National Academy of Sciences, 1984. Nutrient Requirements of Poultry. 8th Ed. National Academy of Sciences. Washington DC. North, M.O., 1984. Commercial Chicken Production Manual. An avi Book. Published by Van Nostrand Reinhold. New York. Parakkasi, A., 1984. Ilmu Gizi dan Monogastrik. Angkasa. Bandung. Peni, H.S., 1988. Bandung.
Kimia Organik.
Makanan
Ternak
Institut Teknologi Bandung.
Prawirokusumo, S., 1994. Ilmu Gizi Komparatif. BPFE. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Rahayu, I. B., 1997. Pengaruh penggunaan sorgum hasil perendaman dalam air kapur dan penambahan metionin dalam ransum terhadap kinerja, protein daging dan lemak karkas ayam 130
pedaging. Tesis. Airlangga Surabaya.
Program Pasca Sarjana Universitas
Rahman, F., 1994. Pengaruh penambahan ragi tape dalam ransum terhadap pertambahan bobot badan ayam pedaging (umur 0 6 minggu). Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Ressang, A.A., 1984. Patology Khusus Veteriner. Edisi ke-2. Team Kadar IFAD Project. Bali Cattle in Vestigation Unit. Denpasar. Rismunandar, 1989. Bertanam Pisang. Cetakan ke III. Sinar Baru. Bandung. Rook, J.A.F and P.C. Thomas., 1984. Nutritional Physiology of Farm Animals. Longman. London & New York. Sanjaya, L., 1995. Pengaruh penggunaan isi rumen sapi terhadap PBB, konsumsi dan konversi pada ayam pedaging strain loghman. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Santoso, U., 1987. Limbah Bahan Ransum Unggas yang Rasional. Bhratara Karya aksara. Jakarta. Scott, M.L., Malden, C,N. dan Robert J.Y., 1982. Nutrition of the Chicken. M.L. Scott & Associates. Ithaca. New York. Siswantoro, 1994. Pengaruh penggunaan tepung daun ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) verietas Faroka terhadap income over feed cost pada itik Mojosari jantan umur 1 - 7 minggu. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Siswati, E., 1996. Pengaruh pemberian pupuk pelengkap cair dalam air minum terhadap konsumsi dan efisiensi pakan serta pertambahan bobot badan ayam pedaging strain Bromo. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. 131
Sturkie, P.D., 1976. Avian Physiology. Springer-Vetlag. Berlin. Sugeng,
1994. Pengaruh penambahan ragi tempe terhadap kandungan protein bungkil kelapa sawit sebagai ransum ternak. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang.
Suhardjo dan Kusharto, 1992. Prinsip-prinsip Ilmu Gizi. Penerbit Kanisius. Kerjasama PAU Pangan dan Gizi IPB. Bogor. Suhartatik, 1990. Pengaruh pemberian infus tapak dara (Catharanthus roseus) proposal sebagai obat hipoglisemic. Pusat Penelitian dan Pembangunan Farmasi. Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan. Departemen Kesehatan RI. Jakarta. Sukari, 1995. Pengaruh penggunaan tepung limbah katak dalam ransum terhadap penampilan ayam pedaging jantan. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Supriyadi, A., dan S. Satuhu, 1993. Pisang (Budi daya Pengolahan dan Prospek Pasar). Penebar Swadaya. Jakarta. Surisdiarto dan Koentjoko, 1990. Ilmu Makanan Ternak Khusus Non Ruminanasia. Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya. Malang. Sutardi, T., 1980. Landasan Ilmu Nutrisi. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Tillman,
Fakultas Peternakan,
A.D., H. Hartadi, S. Reksohadiprojo, S. Prawirokusumo dan S. Lebdosukojo, 1984. Ilmu Makanan Ternak Dasar. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Trisaksono, A., 1994. Pengaruh tepung daun pisang (musa paradisiaca) dan penambahan enzim sellulase dalam ransum terhadap konsumsi dan konversi pakan itik Mojosari jantan. 132
Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Utami, N. R., 1999. Pengaruh tingkat pemberian getah pepaya (Carica papaya) sebagai anthelmintika terhadap konsumsi dan konversi pada ayam buras. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Wahju, J., 1988. Ilmu Nutrisi Unggas.
UGM-Press. Yogyakarta.
Widodo, W., 1993. Pengaruh aras penggunaan dua varietas sorghum dalam ransum terhadap penampilam ayam daging. Tesis. Program Pasca Sarjana Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Widodo, W., 2000. Peningkatan kualitas bungkil biji karet sebagai bahan pakan ayam pedaging melalui perlakuan fisik dan penambahan kalsium sulfat. Disertasi. Program Pasca Sarjana Universitas Airlangga Surabaya. Winarto, A., 1996. Pengaruh penggunaan tepung ubi jalar (Ipomea batatas) dalam pakan terhadap kandungan protein dan lemak daging ayam pedaging jantan strain Loghman. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Winter, A.R. and E.M. Funk, 1960. Poultry Science and Practice. 5th Ed. J.B. Lippincott Co. Chicago, Philadelphia dan New York. Yudianto, 1995. Pengaruh bentuk dan aras ubi kayu terhadap energi metabolisme pada ayam pedaging betina. Skripsi. Fakultas Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Zuheid, N., 1990. Biokimia Nutrisi. PAU Pangan dan Gizi. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.
133
TENTANG PENULIS IDENTITAS PRIBADI a. Nama : b. Tempat/Tanggal Lahir : c. Jenis Kelamin : d. Agama : e. Alamat : f. Istri : g. Anak :
DR. Ir. Wahyu Widodo, MS. Trenggalek, 9 Januari 1963 Laki-laki Islam Bumi Asri Sengkaling B-6 Malang Dra. Trisakti handayani Titan Parasita Siradj Yuan Ekananda Muhammad Adikara Yuanara Augusta Rahmad Adikara
RIWAYAT PENDIDIKAN a. Sekolah Dasar b. Sekolah Menengah Pertama c. Sekolah Menengah Atas d. Perguruan Tinggi
RIWAYAT MENGAJAR Ilmu Nutrisi dan Makanan Unggas Bahan Pakan Ternak Dasar Nutrisi Ternak Matematika Statistik Metode Penelitian Rancangan Percobaan
134
: SD Negeri Pucang Windu I Surabaya lulus tahun 1976 : SMP Negeri 12 Surabaya lulus yahun 1979 : SMA Negeri 4 Surabaya lulus tahun 1982 : S-1 FAPET IPB lulus tahun 1987 S-2 Pasca Sarjana UGM lulus tahun 1993 S-3 Pasca Sarjana UNAIR lulus tahun 2000
